金属离子与硫化氢反应

碱、碱土金属硫化物是可溶的,溶液中强烈水解。Al3+、Cr3+、Fe3+的硫化物在水中完全水解形成氢氧化物沉淀。其余金属硫化物都难溶,绝大多数有颜色。由于它们的溶解度不同(Ksp 不同),故各种金属阳离子与 H2S 作用,生成硫化物的反应完全程度不同。

表 11—3 M2+和 H2S(K1=9.1×10-8,K2=1.1×10-12)的反应 K 值

硫化物

MnS

FeS

ZnS

CdS

CuS

HgS

KSP

1.4 × 1 -15

0

4 × 1 -19

0

2 × 1 -22

0

8 × 10-27

6 × 1 -36

0

4 × 1 -52

0

K1K2KSP

7.15 × 10-5

2.5 × 10-1

5.1 × 102

1.2 × 107

1.6 × 1016

2.5 × 1032

由上表数据可知,生成 CuS、CdS、HgS 的反应极为完全,而生成 ZnS 的反应不完全,生成 MnS、FeS 的反应较难发生。ZnS、MnS、FeS 它们溶于稀酸, 需在微碱性介质中才能反应完全,而 CuS、CdS、HgS 不溶于稀酸,反应完全, 它们溶于氧化性酸。利用沉淀硫化物 pH 的不同,可以分离去除重金属杂质离子。

其它难溶弱酸盐也可用弱酸的解离常数和溶度积常数的关系式 K=K1K2

(H2A)/Ksp(MA),(式中 H2A 为弱酸,MA 为弱酸盐)来判断沉淀的生成和溶解。