Характеристика свойств сульфидов металлов и неметаллов
Задача 874.
Какие из перечисленных сульфидов не осаждаются из водных растворов сероводородом; а) СuS; б) СdS; в) ЕеS; г) Ее2S3; д) МnS е) HgS; ж) РbS; з) Сг2S3; и) СаS? Потому что при этом: 1) не достигается произведение растворимости сульфида; 2) протекает полный гидролиз образующегося сульфида; 3) сульфид-ион восстанавливает катион.
Решение:
а) Малорастворимые электролиты образуют равновесия:
S2- + Cu2+ ↔ CuS(к);
S2- + 2Н+↔ Н2S(г).
Протекание того или иного процесса зависит от того, какое из двух веществ – сероводород или сульфид меди – в большей степени связывает ионы S2-. Константа диссоциации H2S (K = K1. K2 = 6 . 10-22), произведение растворимости СuS равно 3 . 10-38. Произведение растворимости CuS меньше, чем H2S. Поэтому связывание ионов S2- в CuS происходит полнее, чем в молекулах H2S. Сульфид меди не растворим в растворе H2S.
б) CdS и H2S образуют равновесия:
S2- + Cd2+ ↔ CdS(к);
S2- + 2Н+ ↔ Н2S(г).
Произведение растворимости CdS равно 7,9 . 10-27, что меньше, чем 6 . 10-22. Поэтому связывание ионов S2- в CdS происходит полнее, чем в молекулах H2S, следовательно, сульфид кадмия не растворим в растворе H2S.
в) FeS и H2S образуют равновесия:
S2- + Fe2+ ↔ FeS(к);
S2- + 2Н+ ↔ Н2S(г).
Произведение растворимости FeS равно 5 . 10-18, что больше, чем 6 . 10-22. Поэтому связывание ионов S2- в H2S происходит полнее, чем в молекулах FeS, следовательно, сульфид железа растворим в растворе H2S, т.е. не осаждаются из водных растворов сероводородом.
г) Ее2S3 и H2S образуют равновесия:
3S2- + 2Fe3+ ↔ Ее2S3;
S2- + 2Н+ ↔ Н2S(г).
д) MnS и H2S образуют равновесия:
S2- + Mn2+ ↔ MnS(к);
S2- + 2Н+ ↔ Н2S(г).
Произведение растворимости MnS равно 2,5 . 10-10, что больше, чем 6 . 10-22. Поэтому связывание ионов S2- в H2S происходит полнее, чем в молекулах MnS, следовательно, сульфид марганца растворим в растворе H2S, т.е. не осаждаются из водных растворов сероводородом.
е) HgS и H2S образуют равновесия:
S2- + Hg2+ ↔ HgS(к);
S2- + 2Н+ ↔ Н2S(г).
Произведение растворимости HgS равно 1,6 . 10-52, что меньше, чем 6 . 10-22. Поэтому связывание ионов S2- в H2S происходит полнее, чем в молекулах HgS, следовательно, сульфид ртути растворим в растворе H2S, т.е. не осаждаются из водных растворов сероводородом.
з) Cr2S3 – соль слабого основания и слабой кислоты, гидролиз протекает практически полностью, т.к. оба продукта реакции уходят из зоны реакции в виде осадка или газа.
Молекулярное уравнение:
Cr2S3 + 6H2O ↔ 2Cr(OH)3↓ + 3H2S↑
Следовательно, гидролиз Cr2S3 в водном растворе кислоты гидролизуется полностью.
и) CaS и H2S образуют равновесия:
S2- + Pb2+ ↔ PbS(к);
S2- + 2Н+ ↔ Н2S(г).
Произведение растворимости CaS < 10-22, чем 6 . 10-22. Поэтому связывание ионов S2- в H2S происходит полнее, чем в молекулах CaS, следовательно, сульфид кальция растворим в растворе H2S, т.е. не осаждаются из водных растворов сероводородом.
Ответ: в1; г3; д1; з2; и1.
Задача 875.
Какие из перечисленных соединений вступили в реакцию с тиосульфатом натрия: а) HCl; б) NаС1; в) NaI; г) I2; д) КМпО4, если при этом: 1) исходное вещество обесцветилось; 2) выпал осадок; 3) выделился газ?
Решение:
а) Na2S2O3 + 2HCl ↔ S↓ + SO2 + 2NaCl + H2O
Выпадает осадок (образуется муть) и выделяется газообразный сернистый газ.
Реакции (б) и (в) не протекают, так как NaCl и NaI с Na2S2O3 не реагируют.
г) 2Na2S2O3 + I2 = Na2S4O6 + 2NaI
Раствор йода обесцвечивается под действием тиосульфата натрия. Эта реакция служит основой йодометрического метода определения некоторых окислителей и восстановителей.
д) Na2S2O3+ 2KMnO4 + 2KOH = 2K2MnO4 + Na2SO4 + S↓ + Н2О
Раствор перманганата калия при действии на него обесцвечивается, к тому же выпадает осадок серы (образуется муть).
Ответ: а2,3; г1; д1,2.
Задача 876.
Какова реакция среды в растворе сульфида аммония: а) кислая; б) нейтральная; в) щелочная? Потому что: 1) гидролизуются и катион, и анион соли; 2) анион гидролизуется в большей степени; 3) константа диссоциации гидроксида аммония больше, чем константа диссоциации гидросульфид-иона.
Решение:
(NH4)2S – соль слабого основания и слабой кислоты гидролизуется и по катиону, и по аниону:
(NH4)2S ↔ 2NH4+ + S2-
Гидролиз по катиону:
NH4+ + Н2О ↔ NH4OH + H+
Гидролиз по аниону может протекать в две ступени, но обычно протекает по первой ступени:
S2- + H2O ↔ HS- + OH-
Образуется избыточное количество как ионов Н+, так и ионов ОН-, поэтому реакция среды должна быть нейтральной так как ионы Н+ и ионы ОН-, соединяясь дают воду (Н+ + ОН- = Н2О). Но на самом деле гидролиз преимущественно протекает по аниону, так как константа диссоциации сероводорода меньше, чем константа диссоциации гидроксида аммония, КD(H2S) < КD(NH4OH). Значит в растворе будут преобладать ионы ОН-, что будет придавать раствору соли слабощелочную среду, рН ≥ 7.
Ответ: в2,3.
Задача 877.
С какими из перечисленных веществ взаимодействует концентрированная серная кислота: а) СО2; б) HCl; в) Р; г) ВаСI2; д) Ва(ОН)2; е) Нg; ж) Рt; з) HI; и) NH3. При этом серная кислота проявляет: 1) кислотные свойства; 2) окислительные свойства: 3) не проявляет ни тех, ни других свойств.
Решение:
а) Как кислота серная кислота не взаимодействует с кислотными оксидами, поэтому реакция между CO2 и H2SO4 не протекает.
б) Кислоты с кислотами не реагируют, поэтому между H2SO4 и HCl нет реакции.
в) При взаимодействии с фосфором серная кислота проявляет свойства окислителя:
2Р + 5H2SO4 = 2H3PO4 + 5SO2↑ + 2H2O
г) Ионы Ва2+ и SO42- связываются друг с другом с образованием малорастворимого соединения BaSO4:
H2SO4 + BaCl2 = BaSO4↓ + 2HCl
д) Серная кислота как кислота вступает с гидроксидом бария в реакцию нейтрализации:
H2SO4 + Ba(ОН)2 = BaSO4↓+ 2H2О
е) Серная кислота, взаимодействуя с металлической ртутью, проявляет свойства окислителя:
Hg + 2H2SO4 = HgSO4 + SO2↑ + 2H2O
ж) Платина не растворяется в серной кислоте, поэтому реакция межу Pt и H2SO4.
з) Серная кислота как окислитель реагирует с восстановителями, например с HI:
H2SO4 + 8HI = 4I2 + H2S↑ + 4H2O
и) Серная кислота с аммиаком реагирует с образованием сульфата аммония – реакция соединения, проявляя свойства кислоты:
H2SO4+ 2NH3 = (NH4)2SO4.
Ответ: в2; г3; д1; е2; з2; и3.
