Question

【題目】已知，常溫下H2S、H2CO3 的電離常數(shù)如下表

	Ka1	Ka2
H2S	9.1×10-8	1×10-15
H2CO3	4.3×10－7	5.6×10－11

（1）①常溫下，0.1mol/L的硫化鈉溶液和0.1mol.L-1的碳酸鈉溶液，堿性更強(qiáng)的是_______。其原因是_____________________________。

② 常溫下，硫化鈉水解的離子方程式_____________________________。

（2）H2S能與許多金屬離子發(fā)生反應(yīng)，生成溶解度不同和各種顏色的金屬硫化物沉淀，可用于分離和鑒定金屬離子。

①常溫下，NaHS溶液顯______（選填“酸性”、“中性”或“堿性”）

②常溫下，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與NaOH溶液體積的關(guān)系曲線如圖所示：

試分析圖中a、b、c、d四個(gè)點(diǎn)，水的電離程度最大的是________；在b點(diǎn)，溶液中各離子濃度由大到小的排列順序是______________________________。

（3）脫除天然氣中的硫化氫既能減少環(huán)境污染，又可回收硫資源，該部分硫化氫用過量NaOH溶液吸收后，再以石墨作電極電解該溶液可回收硫，寫出電解得到硫的總反應(yīng)方程式（忽略氧的氧化還原）_______________；從整個(gè)生產(chǎn)工藝的角度分析，該方法不僅能減少環(huán)境污染、回收硫、得到一定量的副產(chǎn)物，還具有的優(yōu)點(diǎn)是___________。

Answer 1

【答案】 硫化鈉溶液 硫化氫的Ka2 小于碳酸的Ka2 ，硫化鈉更易水解 S2- + H2OHS- + OH-、HS- + H2OH2S + OH- 堿性 c c(Na＋)＞c(HS－)＞c(OH－)＝c(H＋) ＞c(S2－) Na2S＋2H2OS↓＋H2↑＋2NaOH 或S2－＋2H2OS↓＋H2↑＋2OH－ 產(chǎn)物NaOH可循環(huán)使用

【解析】試題分析：（1）① H2CO3的第二步電離平衡常數(shù)是5.6×10－11，大于H2S的第二步電離平衡常數(shù)1×10-15，說明S2-的水解程度大于CO32-；②S2-的水解分兩步進(jìn)行；（1）①根據(jù)HS-的 水解平衡常數(shù)和電離平衡常數(shù)分析NaHS溶液的酸堿性；②H2S抑制水電離，加入NaOH中和H2S，H2S抑制作用逐漸減小，到c點(diǎn)H2S恰好與NaOH生成Na2S， Na2S水解促進(jìn)水電離；d點(diǎn)氫氧化鈉過量，過量的氫氧化鈉抑制水電離。NaHS溶液呈堿性，在b點(diǎn)溶液呈中性，所以b點(diǎn)溶質(zhì)是NaHS和H2S，HS-要水解和電離，HS-、H2S的電離生成 S2-；HS-、H2S、H2O電離出H+。（3）硫化氫用過量NaOH溶液吸收后生成Na2S，電解硫化鈉溶液生成硫、氫氣、氫氧化鈉。

解析：（1）① H2CO3的第二步電離平衡常數(shù)是5.6×10－11，大于H2S的第二步電離平衡常數(shù)1×10-15，說明S2-的水解程度大于CO32-，硫化鈉更易水解，所以硫化鈉溶液的堿性強(qiáng)；②S2-的水解分兩步進(jìn)行，硫化鈉水解的離子方程式S2- + H2OHS- + OH-、HS- + H2OH2S + OH-；（2）①HS-的水解平衡常數(shù) ，電離平衡常數(shù)1×10-15，水解大于電離，所以 NaHS溶液的呈堿性；②H2S抑制水電離，加入NaOH中和H2S，H2S抑制作用逐漸減小，到c點(diǎn)H2S恰好與NaOH生成Na2S， Na2S水解促進(jìn)水電離；d點(diǎn)氫氧化鈉過量，過量的氫氧化鈉抑制水電離，所以C點(diǎn)水電離程度最大。NaHS溶液呈堿性，在b點(diǎn)溶液呈中性，所以b點(diǎn)溶質(zhì)是NaHS和H2S， HS-、H2S的電離生成 S2-；HS-、H2S、H2O電離出H+，所以b點(diǎn)，溶液中各離子濃度由大到小的排列順序是c(Na＋)＞c(HS－)＞c(OH－)＝c(H＋) ＞c(S2－)。（3）硫化氫用過量NaOH溶液吸收后生成Na2S，電解硫化鈉溶液生成硫、氫氣、氫氧化鈉，電解總方程式為Na2S＋2H2OS↓＋H2↑＋2NaOH。該方法不僅能減少環(huán)境污染、回收硫、得到一定量的副產(chǎn)物，還具有的優(yōu)點(diǎn)是NaOH可循環(huán)使用。

電解：向酸溶液中逐滴加入堿溶液，水電離程度逐漸增大，堿過量時(shí)水的電離程度再逐漸減小。NaHA溶液的酸堿性要根據(jù)HA-的電離和水解程度判斷，若電離程度大于水解程度，溶液呈酸性；若水解大于電離，則溶液呈堿性。