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【题目】已知,常温下H2S、H2CO3 的电离常数如下表

Ka1

Ka2

H2S

9.1×10-8

1×10-15

H2CO3

4.3×10-7

5.6×10-11

(1)①常温下,0.1mol/L的硫化钠溶液和0.1mol.L-1的碳酸钠溶液,碱性更强的是_______。其原因是_____________________________。

② 常温下,硫化钠水解的离子方程式_____________________________。

(2)H2S能与许多金属离子发生反应,生成溶解度不同和各种颜色的金属硫化物沉淀,可用于分离和鉴定金属离子。

①常温下,NaHS溶液显______(选填“酸性”、“中性”或“碱性”)

②常温下,向100 mL 0.1 mol·L-1 H2S溶液中滴加0.1 mol·L-1NaOH溶液,得到溶液pH与NaOH溶液体积的关系曲线如图所示:

试分析图中a、b、c、d四个点,水的电离程度最大的是________;在b点,溶液中各离子浓度由大到小的排列顺序是______________________________。

(3)脱除天然气中的硫化氢既能减少环境污染,又可回收硫资源,该部分硫化氢用过量NaOH溶液吸收后,再以石墨作电极电解该溶液可回收硫,写出电解得到硫的总反应方程式(忽略氧的氧化还原)_______________;从整个生产工艺的角度分析,该方法不仅能减少环境污染、回收硫、得到一定量的副产物,还具有的优点是___________。

【答案】 硫化钠溶液 硫化氢的Ka2 小于碳酸的Ka2 ,硫化钠更易水解 S2- + H2OHS- + OH-、HS- + H2OH2S + OH- 碱性 c c(Na+)>c(HS-)>c(OH-)=c(H+) >c(S2-) Na2S+2H2OS↓+H2↑+2NaOH 或S2-+2H2OS↓+H2↑+2OH- 产物NaOH可循环使用

【解析】试题分析:(1)① H2CO3的第二步电离平衡常数是5.6×10-11,大于H2S的第二步电离平衡常数1×10-15,说明S2-的水解程度大于CO32-;②S2-的水解分两步进行;(1)①根据HS-的 水解平衡常数和电离平衡常数分析NaHS溶液的酸碱性;②H2S抑制水电离,加入NaOH中和H2S,H2S抑制作用逐渐减小,到c点H2S恰好与NaOH生成Na2S, Na2S水解促进水电离;d点氢氧化钠过量,过量的氢氧化钠抑制水电离。NaHS溶液呈碱性,在b点溶液呈中性,所以b点溶质是NaHS和H2S,HS-要水解和电离,HS-、H2S的电离生成 S2-;HS-、H2S、H2O电离出H+。(3)硫化氢用过量NaOH溶液吸收后生成Na2S,电解硫化钠溶液生成硫、氢气、氢氧化钠。

解析:(1)① H2CO3的第二步电离平衡常数是5.6×10-11,大于H2S的第二步电离平衡常数1×10-15,说明S2-的水解程度大于CO32-,硫化钠更易水解,所以硫化钠溶液的碱性强;②S2-的水解分两步进行,硫化钠水解的离子方程式S2- + H2OHS- + OH-、HS- + H2OH2S + OH-;(2)①HS-的水解平衡常数 ,电离平衡常数1×10-15,水解大于电离,所以 NaHS溶液的呈碱性;②H2S抑制水电离,加入NaOH中和H2S,H2S抑制作用逐渐减小,到c点H2S恰好与NaOH生成Na2S, Na2S水解促进水电离;d点氢氧化钠过量,过量的氢氧化钠抑制水电离,所以C点水电离程度最大。NaHS溶液呈碱性,在b点溶液呈中性,所以b点溶质是NaHS和H2S, HS-、H2S的电离生成 S2-;HS-、H2S、H2O电离出H+,所以b点,溶液中各离子浓度由大到小的排列顺序是c(Na+)>c(HS-)>c(OH-)=c(H+) >c(S2-)。(3)硫化氢用过量NaOH溶液吸收后生成Na2S,电解硫化钠溶液生成硫、氢气、氢氧化钠,电解总方程式为Na2S+2H2OS↓+H2↑+2NaOH。该方法不仅能减少环境污染、回收硫、得到一定量的副产物,还具有的优点是NaOH可循环使用。

电解:向酸溶液中逐滴加入碱溶液,水电离程度逐渐增大,碱过量时水的电离程度再逐渐减小。NaHA溶液的酸碱性要根据HA-的电离和水解程度判断,若电离程度大于水解程度,溶液呈酸性;若水解大于电离,则溶液呈性。

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