Question

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”所侵蝕，經分析，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-水溶液處理數分鐘，X與A反應的物質的量比為1:8，A是 NH₄SCN的同分異構體，所有原子均只有一種化學環境。

試回答如下問題：

⑴　給出X 和 A的化學式，并寫出生成X的化學方程式

⑵　寫出除去X的三種方法的化學反應方程式

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

Answer 1

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+3S^2-

②　Ag₂S + 4SCN^- = 2[Ag(SCN)₂]^- + S^2-,

③　Ag₂S + 8SC(NH₂)₂ = 2Ag[SC(NH₂)₂]₄⁺ + S^2-.    （各1分  共3分）

⑶　Ag₂S 2Ag⁺ + S^2-,

S^2- + H₂O  HS^- + OH^- ，HS^- + H₂O  H₂S + OH^-.

C_s = [H₂S] + [HS^-] + [S^2-],   [Ag⁺] = 2C_s，

[S^2-] = a C_s,  Ag₂S ksp極小，[H⁺]可視為10^—7mol/L            （1分）

 

[Ag⁺] = 2C_s,

K_Sp(Ag₂S) = [Ag⁺]² ?? [S^2-] = 4aC_S³,

CS

 mol/L    或1.7?? 10^—12g/L；1.7?? 10^—13g/100g水(2分)

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）

解析:

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的同分異構體，且所有原子均只有一種化學環境，所以A的分子結構如下：

。

⑵　在除去Ag₂S的三種方法中，應用到了不同的化學原理使難溶物Ag₂S溶解：

①是利用了原電池反應，即鋁做負極，Al+3H₂O+3CO₃^2－－3e^＝＝Al(OH)₃↓+3HCO₃^－，Ag₂S為正極，得電子，被還原：3Ag₂S + 6e^-= 6Ag+3S^2-

②利用配位反應，除去Ag₂S，即形成可溶性的Ag(SCN)₂^－，除去Ag₂S。

③也是利用配位反應促進Ag₂S的溶解，即發生反應Ag₂S + 8SC(NH₂)₂ = 2Ag[SC(NH₂)₂]₄⁺ + S^2-，從而除去Ag₂S。

⑶　從Ag₂S的溶解平衡Ag₂S 2Ag⁺ + S^2-來看，由于S^2－的共軛酸是弱電解質，所以溶液的酸度會影響到Ag₂S的溶解性，即發生所謂的酸效應：溶液的酸度越大，[S^2－]就越小，Ag₂S的溶解度就越大，反之越小。在Ag₂S的水溶液中，由于[S^2－]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，可求得[S^2－]＝c(S^2-)·δ(S^2－)，其中c(S^2-)是S^2－的分析濃度，也為Ag₂S溶解度S，c(S^2-)＝2s，δ(S^2－)是S^2－的分布分數，可根據公式δ(S^2－)＝求得。由于K_sp=[Ag⁺]²[S^2-]= 4c(S^2-)³·δ(S^2－)，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[S^2－]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：發生明顯酸效應、生成配合物、發生氧化還原反應、通過沉淀轉化等。