§22. Сероводород. Сульфиды.

1. Дайте общую характеристику строения молекулы сероводорода и его физических свойств.

Ответ:

В составе сероводорода H₂S два элемента-неметалла – водород и сера, атомы которых связаны ковалентными связями. Молекула сероводорода по своему строению напоминает молекулу воды: она также имеет угловое строение и полярна. В молекуле сероводорода связи S–H длиной 0,135 нм образуют валентный угол, близкий к прямому – 92°.

Сероводород при нормальных условиях представляет собой бесцветный газ, тяжелее воздуха, с неприятным запахом тухлых яиц, очень ядовит. Он имеет невысокую растворимость в воде по сравнению с хлороводородом, поскольку его молекулы менее полярны, чем молекулы воды.

2. Сравните строение водородных соединений кислорода и серы.

Ответ:

Молекула сероводорода по своему строению напоминает молекулу воды: она также имеет угловое строение и полярна. В молекуле сероводорода связи S–H длиной 0,135 нм образуют валентный угол, близкий к прямому — 92°, а в молекуле воды он составляет около 105°.

В связи H–O в молекуле воды разность ОЭО водорода и кислорода составляет 3,5-2,1=1,4; в связи H–S в молекуле сероводорода разность значений ОЭО водорода и серы составляет 2,5–2,1=0,4. Это свидетельствует о том, что степень полярности связей H–S намного ниже, чем H–O. Полярность молекулы сероводорода также меньше, чем полярность молекулы воды.

3. Приведите примеры реакций, характеризующих сероводород как восстановитель.

Ответ:

`2H_2overset(-2)(S) + 3O_2 = 2H_2O + 2overset(+4)(S)O_2"↑"`

`H_2overset(-2)(S) + Br_2 = overset(0)(S) + 2HBr`

4. Перечислите свойства сероводородной кислоты. Чем объяснить её способность образовывать соли разного состава: сульфиды и гидросульфиды? Запишите формулы этих солей.

Ответ:

Сероводородная кислота является двухосновной кислотой, поэтому она способна образовывать сульфиды (например, Na₂S) и гидросульфиды (например, NaHS).

5. Как можно распознать сероводородную кислоту и её растворимые соли?

Ответ:

Распознать сероводородную кислоту и её растворимые соли можно с помощью раствора сульфата меди (II) (или другой растворимой соли меди (II)), при их взаимодействии происходит изменение окраски раствора и выпадение тёмного осадка сульфида меди CuS:
H₂S + CuSO₄ = H₂SO₄ + CuS↓
Na₂S + CuSO₄ = Na₂SO₄ + CuS↓

6. Какой объём сероводорода (при н. у.) потребуется для осаждения из раствора соли 119,5 г сульфида свинца?

Ответ:

 Дано:

`m(PbS) = 119.5 г`

`V(H_2S) = ?`

Решение

`Pb^(2+) + H_2S = 2H^(+) + PbS"↓"`

`n(PbS) = (m(PbS))/(M_r(PbS)) = 119.5/239 = 0.5" моль"`

`n(H_2S) = n(PbS) = 0.5" моль"`

`V(H_2S) = n(H_2S)*V_m = 0.5*22.4 = 11.2 л`

Ответ: `V(H_2S) = 11.2 л`.

7. Определите (в %) объёмный состав смеси сероводорода и кислорода, если при её сжигании было получено 200 мл сернистого газа SO₂, а 40 мл кислорода не вступило в реакцию.

Ответ:

 Дано:

`V(SO_2) = 200" мл"`

`V_"изб."(O_2) = 40" мл"`

`φ(H_2S) = ?`

`φ(O_2) = ?`

Решение

`2H_2S + 3O_2 = 2H_2O + 2SO_2`

`V(H_2S) = V(SO_2) = 200" мл"`

`V_"прореаг."(O_2) = (3*V(SO_2))/2 = (3*200)/2 = 300" мл"`

`V(O_2) = V_"изб."(O_2) + V_"прореаг."(O_2) = 40 + 300 = 340" мл"`

`V_"общ." = V(H_2S) + V(O_2) = 200 + 340 = 540" мл"`

`φ(H_2S) = (100*V(H_2S))/(V_"общ.") = (100*200)/540 = 37.04%`

`φ(O_2) = (100*V(O_2))/(V_"общ.") = (100*340)/540 = 62.96%`

Ответ: `φ(H_2S) = 37.04%`, `φ(O_2) = 62.96%`.