第題(分)銀制器皿久置會失去光澤,這并不是僅僅由于氧氣的作用,是被“流動的水和游蕩的風(fēng)”所侵蝕,經(jīng)分析,銀器失去光澤是由于其表面形成了X ,X可由以下三種方法除去,從而使銀器恢復(fù)光澤。
① 將銀器置于盛有蘇打水的鋁制器皿中煮沸
② 將銀器在KSCN或NH4SCN溶液中放置幾分鐘
③ 將銀器用A的乙醇-水溶液處理數(shù)分鐘,X與A反應(yīng)的物質(zhì)的量比為1:8,A是 NH4SCN的同分異構(gòu)體,所有原子均只有一種化學(xué)環(huán)境。
試回答如下問題:
⑴ 給出X 和 A的化學(xué)式,并寫出生成X的化學(xué)方程式
⑵ 寫出除去X的三種方法的化學(xué)反應(yīng)方程式
⑶ 計算X 在水中的溶解度,
已知Ksp,X = 6.3×10-50, X的陰離子對應(yīng)的酸Ka1=9.5×10-8, Ka2=1.0×10-14
⑷ 試判斷X在濃度相同的HNO3與HCl中的溶解性大小,說明你的理由
⑴ X :Ag2S, A:SC(NH2)2
4Ag + 2H2S + O2 = 2Ag2S + 2H2O. (各1分 共3分)
⑵ ① 2Al +3Ag2S+6H2O+3 Na2CO3=2Al(OH)3 +6Ag+ 3NaHS +3NaHCO3
或 負極: Al -3e- = Al3+
正極: 3Ag2S + 6e-= 6Ag+3S2-
② Ag2S + 4SCN- = 2[Ag(SCN)2]- + S2-,
③ Ag2S + 8SC(NH2)2 = 2Ag[SC(NH2)2]4+ + S2-. (各1分 共3分)
⑶ Ag2S 2Ag+ + S2-,
S2- + H2O HS- + OH- ,HS- + H2O H2S + OH-.
Cs = [H2S] + [HS-] + [S2-], [Ag+] = 2Cs,
[S2-] = a Cs, Ag2S ksp極小,[H+]可視為10—7mol/L (1分)
[Ag+] = 2Cs,
KSp(Ag2S) = [Ag+]2 ?? [S2-] = 4aCS3,
|
⑷ HNO3中的溶解性更好 (1分)
3Ag2S + 8HNO3 = 6AgNO3 + 2NO + 3S + 4H2O (1分)
(生成物寫成H2SO4也對)
⑴ 硫化物和硫化氫能使銀器變黑,由于空氣和水中含有硫化氫、硫化物,所以銀器失失去光澤。X為Ag2S。
A是 NH4SCN的同分異構(gòu)體,且所有原子均只有一種化學(xué)環(huán)境,所以A的分子結(jié)構(gòu)如下:
。
⑵ 在除去Ag2S的三種方法中,應(yīng)用到了不同的化學(xué)原理使難溶物Ag2S溶解:
①是利用了原電池反應(yīng),即鋁做負極,Al+3H2O+3CO32--3e==Al(OH)3↓+3HCO3-,Ag2S為正極,得電子,被還原:3Ag2S + 6e-= 6Ag+3S2-
②利用配位反應(yīng),除去Ag2S,即形成可溶性的Ag(SCN)2-,除去Ag2S。
③也是利用配位反應(yīng)促進Ag2S的溶解,即發(fā)生反應(yīng)Ag2S + 8SC(NH2)2 = 2Ag[SC(NH2)2]4+ + S2-,從而除去Ag2S。
⑶ 從Ag2S的溶解平衡Ag2S 2Ag+ + S2-來看,由于S2-的共軛酸是弱電解質(zhì),所以溶液的酸度會影響到Ag2S的溶解性,即發(fā)生所謂的酸效應(yīng):溶液的酸度越大,[S2-]就越小,Ag2S的溶解度就越大,反之越小。在Ag2S的水溶液中,由于[S2-]很小,可以近似認為溶液呈中性,即[H+]≈1.0×10-7 (mol/L)。利用分布分數(shù),可求得[S2-]=c(S2-)·δ(S2-),其中c(S2-)是S2-的分析濃度,也為Ag2S溶解度S,c(S2-)=2s,δ(S2-)是S2-的分布分數(shù),可根據(jù)公式δ(S2-)=求得。由于Ksp=[Ag+]2[S2-]= 4c(S2-)3·δ(S2-),最后通過解方程可求得Ag2S的溶解度。
⑷ 同樣從Ag2S的溶解平衡過程來看,HNO3的強氧化性能使溶液中[S2-]減少,促進平衡向難溶物溶解的方向移動。
提示:綜上所述,難溶物溶解的方法有:發(fā)生明顯酸效應(yīng)、生成配合物、發(fā)生氧化還原反應(yīng)、通過沉淀轉(zhuǎn)化等。
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