Question

Na₂S溶液中存在多種微粒，下列各微粒間的關(guān)系正確的是：

1. A.
   [Na⁺]＞[S^2-]＞[OH^-]＞[HS^-]＞[H⁺]
2. B.
   [Na⁺]+[H⁺]==[S^2-]+[HS^-]+[OH^-]
3. C.
   [Na⁺]==[HS^-]+2[H₂S]+2[S^2-]
4. D.
   [OH^-]==[H⁺]+[HS^-]+[H₂S]

Answer 1

A
【錯解分析】電解質(zhì)的水溶液中一定存在兩個守恒：①物質(zhì)守恒，②電荷守恒。通俗的說：①各種元素的微粒既不可增加也不可減少；②電解質(zhì)溶液中存在各種帶電的微粒，但所帶電量的代數(shù)和等于零，即溶液不帶電。結(jié)合本題有如下兩個等式：（在同一體積中，用濃度表示即可）
物質(zhì)守恒：
[Na⁺]==2[HS^-]+2[H₂S]+2[S^2-]                                        ①
電荷守恒：[Na⁺]+[H⁺]==2[S^2-]+[HS^-]+[OH^-]                            ②
在物質(zhì)守恒中，應(yīng)該找出該元素可能轉(zhuǎn)化生成的各種微粒。如本題的硫元素，它來源于Na₂S中的S^2-，少量的S^2-要水解轉(zhuǎn)化成HS^-，微量的HS^-進一步水解轉(zhuǎn)化成H₂S，雖然生成H₂S的量很小，很小，但在理論上不能沒有。另外，含硫元素的各種微粒與鈉離子的物質(zhì)的量之比應(yīng)符合原化學(xué)式中各微粒的比值。選項C違背了上述要求。
在電荷守恒中，如何計算帶多個單位電荷的微粒所帶電量，往往容易出現(xiàn)誤解。從表面形式上看，該微粒已帶多個單位電荷，若用其所帶電荷數(shù)乘以其濃度，似乎遠遠大于實際所帶電量。實際上濃度只表示該微粒在單位體積里其物質(zhì)的量（微粒）的多少，并不表示它帶電量的多少。用其所帶電荷數(shù)乘以其濃度，恰好計算其所帶電量。選項B即錯在此處。
由上述兩個等式，通過代入變換，還可得到多個其他形式的等式。如②-①的整理得：[OH^-]==[H⁺]+[HS^-]+2[H₂S]，可判斷選項D是錯誤答案。
【正解】選項A，可以半定量地分析得出結(jié)論。假設(shè)Na₂S的濃度為0.1mol·L^-1，則[Na⁺]為0.2mol·L^-1；硫離子少部分發(fā)生水解，其平衡濃度比0.1mol·L^-1小，而水解生成硫氫根離子和氫氧根離子的濃度遠遠小于0.1mol·L^-1（仍大于0.001mol·L^-1）；由于硫氫根離子受到一定濃度的氫氧根離子影響（抑制其水解），其還要發(fā)生微弱的水解（存在電離和水解兩種趨勢，但水解趨勢大于電離趨勢），這樣氫氧根離子的濃度將大于硫氫根離子的濃度；溶液呈堿性，其[H⁺]將由水的離子積和[OH^-]求出，很明顯其濃度遠遠小于[HS^-]（其與[OH^-]在同一數(shù)量級上）。