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硫化亚铁与硫化铜在稀硫酸中的溶解差异

时间:2023-07-03 理论教育 版权反馈
【摘要】:将硫化氢气体通入硫酸铜溶液中,有黑色沉淀产生,将其通入硫酸亚铁溶液中,无明显现象。对此的解释是,硫化铜不溶于稀硫酸,硫化氢与硫酸铜作用满足复分解反应发生的条件,即生成沉淀;硫化亚铁可溶于稀硫酸,其酸溶过程是实验室制取硫化氢的反应。对比硫离子浓度的数据,硫化亚铁与稀硫酸作用生成硫化氢,硫离子浓度显著下降,符合复分解反应发生的条件。硫化铜则相反,其悬浊液中的硫离子浓度明显小于氢硫酸溶液中的相应数值。

硫化亚铁与硫化铜在稀硫酸中的溶解差异

硫化氢气体通入硫酸铜溶液中,有黑色沉淀产生,将其通入硫酸亚铁溶液中,无明显现象。对此的解释是,硫化铜不溶于稀硫酸,硫化氢与硫酸铜作用满足复分解反应发生的条件,即生成沉淀;硫化亚铁可溶于稀硫酸,其酸溶过程是实验室制取硫化氢的反应。那么,金属硫化物为什么会有明显不同的酸溶性呢?

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上述过程的变化属于复分解反应,复分解反应发生的条件是使溶液中某些离子浓度下降。金属硫化物溶于酸,其反应的实质是,发生反应的条件是硫离子浓度的下降。

表24 CuS和FeS的K sp

根据溶度积常数可得,金属硫化物悬浊液中硫离子的浓度。

同理可得硫化亚铁悬浊液中硫离子的浓度为c(S2-)=

若金属硫化物溶于酸,则得到氢硫酸。(www.xing528.com)

K 2=,由于K 2极小,硫化氢第二步电离程度非常微弱,c(H+)≈c(HS-),则c(S2-)=K 2=7.1×10-15mol/L。

对比硫离子浓度的数据,硫化亚铁与稀硫酸作用生成硫化氢,硫离子浓度显著下降,符合复分解反应发生的条件。硫化铜则相反,其悬浊液中的硫离子浓度明显小于氢硫酸溶液中的相应数值。

通过相关平衡常数数学叠加处理得到所研究对象反应的平衡常数,从中可以看出:

K 值较大,即反应发生的倾向较大。

所以反应向正反应方向进行的程度极小。

如果对照金属活动性顺序表,观察金属硫化物的溶解性情况,随着金属活动性的降低,其硫化物的溶解性从水溶性(包括剧烈双水解)向酸溶性过渡,再到不溶于一般性酸,这可以认为是金属阳离子与硫离子之间的化学键,由离子键不断向共价键过渡,键合作用增强的结果。这与金属阳离子的电子构型密切相关。在金属活动性顺序中,金属元素从主族元素逐步过渡至过渡金属,金属阳离子电子构型从8电子过渡至9—17电子,再到18及18+2电子结构,由于最外层d电子对原子核的屏蔽作用较小,阳离子的有效核电荷随之增加,与硫离子之间的静电作用也就相应增强(产生强烈的相互极化作用),结合更为紧密。

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