硫化物的溶解性

1、硫化物的溶解性杜晓莹壽一化学第六章氧族元素石.讲授.亂硫酸与禁些重全属盐及应”这一性质时，经常会碰到这样的问題：H2S + C11SO4 = CuSX+ H2SO4H：S + Pb（N0?）2 = PbSl+ 2HN0?H2S + FCCI2-T （不反应）如果是通过对鲜明的实脸现象让学生接受上述反应并不困难。但是往往有学生会有这样的疑问：这些反应 为什么有的能发生，有的不能发生？能发生的反应是不是复分解反应？弱酸怎么能制取强酸？要理解这些问 题就必须弄淸硫化物在水中的溶解性。新教材对硫化物的要求已不是很高，为了方便学生学习和教师参考， 现将硫化物的溶解性归纳如下。硫化物可以看作是氢硫酸所生成

2、的正盐，一般认为是由电负性较硫小的元素与硫形成的化介物，苴中大多 数为金属硫化物。自然界中金属硫化物矿约200余种。有辉铜矿CzS、辉铢矿Sb2S3、辉铝矿MoS2.闪锌矿 ZnS、方铅矿PbS、辰砂HgS、黄铁矿FCS?、雄黄As4S4.雌黄As2S3.辉钮矿Bi2S3x黄铜矿CuFcS?、斑铜 矿Cu5FeS4等，无碱金属、碱土金属（Be除外）硫化物矿。在金属硫化物中，碱金属硫化物和CaS、BaS是易溶于水的，其余碱上金属硫化物微溶于水（除BeS难溶）， 其余大多数硫化物都是难溶于水，并具有不同颜色的固体。实际应用中常利用硫化物的特殊颜色来鉴别和判 断所含的金属离子。硫化物在水中或酸中的溶

3、解包括溶解和电离两个过程，根据溶解平衡的观点硫化物的溶解过程显然与溶液 中的硫离子浓度有很大关系，故了解硫化物的溶解性首先要知道H?S的溶解性。在饱和的H：S水溶液中H+ 和S?-浓度之间的关系是：H+ 2 S2- =9.23xl0-22从上式可以看出，溶液的PH值与S?-浓度密切相关。同样，难溶金属硫化物在水中的溶解情况也与英溶度积常数有一立关系。若溶液中金属离子和硫离子浓 度的乘枳小于该金属硫化物的K%,此时该硫化物在溶液中以溶解状态存在。实际操作中，可用控制溶液酸 度的方法使一些金属硫化物溶解。在酸性溶液中H+浓度大，S?-浓度低，所以只能沉淀岀溶度积小的金属硫化 物。而在碱性溶液中H+

4、浓度小，S?-浓度髙，可以将多种金属离子沉淀成硫化物。在水中，由于S?-藹子是弱酸根离子，所以金属硫化物无论是微溶还是易溶，都有不同程度的水解作用。 即使是难溶金属硫化物，其溶解部分也会发生水解。使溶液显碱性：Na2S + H2O = NaHS + NaOH （Na2S溶液显强碱性，可作为强碱使用）2CaS + 2H2O = Ca（OH）2 + Ca（HS）22BaS + 2H?O = Ca（OH）? + Ba（HS）?PbS + H2O = Pb（OH）+ + HS（微弱水解）高价金属硫化物几乎完全水解：AI2S3 + 6H2O = 2AKOHH + 3H2S?CHS3 + 6H2O = 2

5、Cr（OH）?X + 3H2ST因此AI2S3、CS3等硫化物在水溶液中实际是不存在的。难溶硫化物在酸中的溶解情况分为以下几种：KB较大的金属硫化物如ZnS、FeS、MnS、CoS、及NiS等可溶于盐酸（复分解反应）例如：ZnS + 2HC1 = ZnCl2 + H2STFeS + 2HCI = FeCh + H2S?部分”申较小的金属硫化物如SnS、SnS2. Sb2S3. Sb2S5. PbS、Bi2S3. CdS在浓盐酸中因金属阳离子 能形成配位离子而溶解。例如：SnS + 4HCl=SnCl42- + H2ST+2H+SnS2 + 6HCI = SnCl62- + 2H2Sf+2H+S

6、b2S3 + 12HCl=2SbC163- + 3H2ST+6H+Sb2S5+12HC1=2SbCl6 j-+3H2ST+6H*+2SJ,PbS + 4HCl=PbCh 严 + H2ST+2H+CdS + 4HCl=CdCl42- + 14必2圧Bi2S3 + 8 HCl=2BiCl4r + 3H2Sf+2H*Kb较小的金属硫化物如CuS、C112S、AgS、PbS、As?S3（黄）、As?S5（黄）及Bi?S3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 + 2NOr + 8H+=3Cu2+ +3SJ+2NOT+4HQ3Ag2S + 2NOy + 8H+=6Ag+

7、3Si+2NOT+4H2O3PbS + 2NO.f + 8H+=3Pb2*+3S|+2NOT+4H2OBizSs + 2NOy + 8H+=2Bi3+ +3SI+2NOT+ 4H2OK爲非常小的HgS、Hg?S只能溶于王水。硫化物的溶解性3HgS+2HNO3+12HCl = 3HgC142+6H+3S!+现以MS型硫化物为例，结合上述分类情况进行讨论。不溶水11 lift T稀盐酸的诡化物。此类硫化物的10-24,与稀盐酸反 应即可有效地降低S2浓度而使之溶解。例如：ZnS 十 2H十一-Zn2+ + H2S 不溶于水和稀盐峨，但洛于浓盐酸的硫化物。此类硫化物的在10-25 10-30之间，与

8、浓盐酸作用除产生H2S气体外，还生成配合物，降低了金属离子 的浓度。例如：PbS + 4HC1 -* H2PbC14 + H2S t不溶于水和盐酸,但裕于浓确酸的硫化物。此类硫化物的 3Cu (N03) 2 + 3S 2W f + 4H2O心门 (4)仅溶于王水的竝化物。对于 更小的硫化物如HgS来说必须用王水才 h4H?O能溶解。因为王水不仅能使S2-氧化.还能使Hg2+与C1 -结合，从而使硫化物溶 解。反应如下；3HgS 十 2HNO3 十 12HC1 - 3H2 HC14 + 3S 丨十 2N0 f 十 4H20 由于氢硫酸是弱酸.故硫化物都有不冋程度的水解性。碱金属硫化物.例如Na2

9、S溶于水.因水解而使溶液呈碱性。工业上常用价格便宜的Na2S代替NaOH 作为碱使用.故硫化钠俗称“雄化碱”。其水解反应式如下：S2- + H20 HS- + 0H-碱土金属硫化物遇水也会发生水解，例如；2CaS 十 2H20 Ca(HS)2 十 Ca(0H)2果些审化数较岛金属的诡化物如A12S3、Cr2S3等遇水发生完全水解：A12S3 + 6H2O -* 2A1(0H)3 I + 3H2S tCr2S3 + 6H2O - 2Cr(0H)3 I + 3H2S t因此这些金属硫化物在水溶液中是不存在的。制备这些硫化物必须用干法.如用 金属铝粉和硫粉直接化合生成A12S3o可溶性硫化物可用作还

10、原剂，制造硫化染料、脱毛剂、农药和糅革，也用于 制荧光粉。判断金風硫化物的沼解性KNa的金底硫化物易落干水。Mg-AI的金属硫化物易水解.在水中不存在。Zn-Pb的金屈硫化物均不袴于水。教学中为了让学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颜色与溶解性表:硫化物的颜色和溶解性表化学式颜色溶解性溶度积Ksp在水中在稀酸中Na:S白色溶，易潮解溶K：S白色溶溶(NH.) ,S黄色溶溶BaS白色洛，强烈水解溶1CaS白色溶，强烈水解溶MgS白色溶，强烈水解溶A1cS3白色双水解完全溶2. oXio-7Cr：S3白色双水解完全溶数据暂缺ZnS白色不溶1. 6XEFeS里色不溶3. 7X1

11、0-13Fe：Ss里色不溶数据暂缺MnS肉红色不溶1. 4X10-15NiS歴色不溶1.0X10 勺CoS歴色不溶2. 0X10-25Bi-S3里色不不1.0XW37SnS褐色不不1. OXio-25SnS：黄色不不2. 0X10勺CdS黄色不不3. 6X10勺CuS歴色不不8. 5X10吨Cu：S里色不不2. 0X10,sPbS里色不不3. 4XEHgS红色或黑色不不4. OXlO53Hg：S里色不不1. oXW7Ag:Sm色不不1. 6X10-*9Sb2S3桔红色不不12. 9X10-59（注:金属硫化物大多数为黑色，少数特姝例如:SnS褐色,SI0黄色AS2S3黄色,AS2S5黄色,Sb桔红色.MnS 肉红色,CdS黄色。）三硫化二铁，为黑色固体，