硫化物的溶解性

1、硫化物的溶解性杜曉瑩 高一化學第六章氧族元素在講授“氫硫酸與某些重金屬鹽反應(yīng)”這一性質(zhì)時，經(jīng)常會碰到這樣的問題：H2S + CuSO4 CuS+ H2SO4 H2S + Pb(NO3)2 PbS+ 2HNO3 H2S + FeCl2 -（不反應(yīng)） 如果是通過對鮮明的實驗現(xiàn)象讓學生接受上述反應(yīng)并不困難。但是往往有學生會有這樣的疑問：這些反應(yīng)為什么有的能發(fā)生，有的不能發(fā)生？能發(fā)生的反應(yīng)是不是復(fù)分解反應(yīng)？弱酸怎么能制取強酸？要理解這些問題就必須弄清硫化物在水中的溶解性。新教材對硫化物的要求已不是很高，為了方便學生學習和教師參考，現(xiàn)將硫化物的溶解性歸納如下。 硫化物可以看作是氫硫酸所生成的正鹽，一般認

2、為是由電負性較硫小的元素與硫形成的化合物，其中大多數(shù)為金屬硫化物。自然界中金屬硫化物礦約200余種。有輝銅礦Cu2S、輝銻礦Sb2S3、輝鉬礦MoS2、閃鋅礦ZnS、方鉛礦PbS、辰砂HgS、黃鐵礦FeS2、雄黃As4S4、雌黃As2S3、輝鉍礦Bi2S3、黃銅礦CuFeS2、斑銅礦 Cu5FeS4等，無堿金屬、堿土金屬（Be除外）硫化物礦。 在金屬硫化物中，堿金屬硫化物和CaS、BaS是易溶于水的，其余堿土金屬硫化物微溶于水（除BeS難溶），其余大多數(shù)硫化物都是難溶于水，并具有不同顏色的固體。實際應(yīng)用中常利用硫化物的特殊顏色來鑒別和判斷所含的金屬離子。 硫化物在水中或酸中的溶解包括溶解和電離

3、兩個過程，根據(jù)溶解平衡的觀點硫化物的溶解過程顯然與溶液中的硫離子濃度有很大關(guān)系，故了解硫化物的溶解性首先要知道H2S的溶解性。在飽和的H2S水溶液中H+和S2-濃度之間的關(guān)系是： H+ 2 S2- =9.2310-22 從上式可以看出，溶液的PH值與S2-濃度密切相關(guān)。同樣，難溶金屬硫化物在水中的溶解情況也與其溶度積常數(shù)有一定關(guān)系。若溶液中金屬離子和硫離子濃度的乘積小于該金屬硫化物的Ksp，此時該硫化物在溶液中以溶解狀態(tài)存在。實際操作中，可用控制溶液酸度的方法使一些金屬硫化物溶解。在酸性溶液中H+濃度大，S2-濃度低，所以只能沉淀出溶度積小的金屬硫化物。而在堿性溶液中H+濃度小，S2-濃度高，

4、可以將多種金屬離子沉淀成硫化物。 在水中，由于S2-離子是弱酸根離子，所以金屬硫化物無論是微溶還是易溶，都有不同程度的水解作用。即使是難溶金屬硫化物，其溶解部分也會發(fā)生水解。使溶液顯堿性：Na2S + H2O NaHS + NaOH（Na2S溶液顯強堿性，可作為強堿使用）2CaS + 2H2O Ca(OH)2 + Ca(HS)2 2BaS + 2H2O Ca(OH)2 + Ba(HS)2 PbS + H2O Pb(OH)+ + HS-(微弱水解) 高價金屬硫化物幾乎完全水解: Al2S3 + 6H2O 2Al(OH)3 + 3H2S Cr2S3 + 6H2O 2Cr(OH)3 + 3H2S 因

5、此Al2S3、Cr2S3等硫化物在水溶液中實際是不存在的。 難溶硫化物在酸中的溶解情況分為以下幾種： 1Ksp較大的金屬硫化物如ZnS、FeS、MnS、CoS、及NiS等可溶于鹽酸（復(fù)分解反應(yīng)）。例如：ZnS + 2HCl ZnCl2 + H2S FeS + 2HCl FeCl2 + H2S 2部分Ksp較小的金屬硫化物如SnS、SnS2、Sb2S3、Sb2S5、PbS、Bi2S3、CdS在濃鹽酸中因金屬陽離子能形成配位離子而溶解。例如： SnS + 4HClSnCl42- + H2S+2H+ SnS2 + 6HClSnCl62- + 2H2S+2H+ Sb2S3 + 12HCl2SbCl63

6、- + 3H2S+6H+ Sb2S5+12HCl2SbCl63-+3H2S+6H+2S PbS + 4HClPbCl42- + H2S+2H+ CdS + 4HClCdCl42- + H2S+2H+ Bi2S3 + 8 HCl2BiCl4- + 3H2S+2H+ 3Ksp較小的金屬硫化物如CuS、Cu2S、AgS、PbS、As2S3(黃)、As2S5(黃)及Bi2S3等，不能溶解于非氧化性稀酸，但能溶于硝酸（被硝酸氧化）。例如： 3CuS + 2NO3- + 8H+3Cu2+ +3S+2NO+4H2O 3Ag2S + 2NO3- + 8H+6Ag+3S+2NO+4H2O 3PbS + 2NO3

7、- + 8H+3Pb2+3S+2NO+4H2O Bi2S3 + 2NO3- + 8H+2Bi3+ +3S+2NO+ 4H2O 4Ksp非常小的HgS、Hg2S只能溶于王水。3HgS+2HNO3+12HCl3HgCl42-+6H+3S+ 2NO+4H2O 教學中為了讓學生能更好的了解硫化物在水中的溶解性，下表列出了硫化物的顏色與溶解性表：硫化物的顏色和溶解性表化學式顏色溶解性溶度積Ksp在水中在稀酸中Na2S白色溶，易潮解溶K2S白色溶溶(NH4)2S黃色溶溶BaS白色溶，強烈水解溶CaS白色溶，強烈水解溶MgS白色溶，強烈水解溶Al2S3白色雙水解完全溶2.010-7Cr2S3白色雙水解完全溶

8、數(shù)據(jù)暫缺ZnS白色不溶1.610-24FeS黑色不溶3.710-18Fe2S3黑色不溶數(shù)據(jù)暫缺MnS肉紅色不溶1.410-15NiS黑色不溶1.010-24CoS黑色不溶2.010-25Bi2S3黑色不不1.010-37SnS褐色不不1.010-25SnS2黃色不不2.010-27CdS黃色不不3.610-27CuS黑色不不8.510-36Cu2S黑色不不2.010-48PbS黑色不不3.410-28HgS紅色或黑色不不4.010-53Hg2S黑色不不1.010-47Ag2S黑色不不1.610-49Sb2S3桔紅色不不2.910-59（注：金屬硫化物大多數(shù)為黑色，少數(shù)特殊。例如：SnS褐色,SnS2黃色,As2S