Номер 936, страница 151 - гдз по химии 11 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

936. *Все $d$-металлы образуют нерастворимые в воде сульфиды. Большинство из них растворяются в соляной кислоте. Какие из приведённых сульфидов не растворяются в соляной кислоте: $\text{FeS}$, $\text{PbS}$, $\text{ZnS}$, $\text{Ag}_2\text{S}$, $\text{Cu}_2\text{S}$, $\text{CuS}$, $\text{MnS}$, $\text{HgS}$, $\text{BeS}$?

Решение

Растворимость сульфидов в кислотах, не являющихся окислителями (таких как соляная кислота, $HCl$), зависит от произведения растворимости (ПР) сульфида. Реакция растворения представляет собой смещение равновесия вправо за счёт связывания сульфид-ионов $S^{2-}$ ионами водорода $H^+$ с образованием слабой сероводородной кислоты $H_2S$, которая улетучивается в виде газа:

$MeS(s) + 2H^+(aq) \rightleftharpoons Me^{2+}(aq) + H_2S(g)$

Если произведение растворимости сульфида достаточно велико, то концентрация ионов $S^{2-}$ в растворе достаточна для того, чтобы реакция с кислотой протекала. Если же ПР очень мало, то равновесие диссоциации сульфида $MeS \rightleftharpoons Me^{2+} + S^{2-}$ сильно смещено влево, и концентрации сульфид-ионов недостаточно для заметного протекания реакции с кислотой.

Сульфиды металлов условно делят на три группы по их растворимости в кислотах:

1. Растворимые в воде (сульфиды щелочных и щелочноземельных металлов, кроме $Be$ и $Mg$). Они, разумеется, растворяются и в кислотах.
2. Нерастворимые в воде, но растворимые в разбавленных сильных кислотах (например, в $HCl$). К ним относятся $MnS, FeS, ZnS$.
3. Нерастворимые ни в воде, ни в разбавленных кислотах-неокислителях. Эти сульфиды имеют очень низкие значения ПР. К ним относятся $CuS, Cu_2S, Ag_2S, HgS, PbS$. Они растворяются только в сильных кислотах-окислителях (например, в $HNO_3$) или в царской водке.

Рассмотрим каждый сульфид из предложенного списка:

• $FeS$, $ZnS$, $MnS$ — сульфиды d-металлов, которые относятся ко второй группе. Они растворяются в соляной кислоте с выделением сероводорода.

  $FeS + 2HCl \rightarrow FeCl_2 + H_2S\uparrow$

  $ZnS + 2HCl \rightarrow ZnCl_2 + H_2S\uparrow$

  $MnS + 2HCl \rightarrow MnCl_2 + H_2S\uparrow$

• $BeS$ — сульфид s-металла (бериллий). Он также растворяется в кислотах, а также гидролизуется водой.

  $BeS + 2HCl \rightarrow BeCl_2 + H_2S\uparrow$

• $PbS$, $Ag_2S$, $Cu_2S$, $CuS$, $HgS$ — сульфиды с очень низким произведением растворимости. Они относятся к третьей группе и в соляной кислоте не растворяются. Хотя свинец ($Pb$) является p-металлом, а не d-металлом, его сульфид $PbS$ также нерастворим в $HCl$. Сульфид ртути($II$) $HgS$ обладает одним из самых низких значений ПР и не растворяется даже в концентрированных кислотах-неокислителях.

Таким образом, в соляной кислоте не растворяются следующие сульфиды из списка: $PbS, Ag_2S, Cu_2S, CuS, HgS$.

Ответ:

В соляной кислоте не растворяются: $PbS$, $Ag_2S$, $Cu_2S$, $CuS$, $HgS$.