高中 | 盐溶液微粒间的三大守恒原理的理解及应用 题目答案及解析

稿件来源:高途

高中 | 盐溶液微粒间的三大守恒原理的理解及应用题目答案及解析如下,仅供参考!

选修四

第三章 水溶液中的离子平衡

第三节 盐类的水解

盐溶液微粒间的三大守恒原理的理解及应用

常温下,通过下列实验探究$\text{N}{{\text{a}}_{2}}\text{S}$${{\text{H}}_{2}}\text{S}$的性质。已知:${{K}_{\text{a}1}}\left( {{\text{H}}_{2}}\text{S} \right)=1\times {{10}^{-7}}$${{K}_{\text{a}2}}\left( {{\text{H}}_{2}}\text{S} \right)=1\times {{10}^{-13}}$${{K}_{\text{sp}}}\left( \text{CuS} \right)=1\times {{10}^{-35}}$;反应平衡常数$K\gt 1\times {{10}^{5}}$时可认为反应能完全进行。

实验$\rm 1$:测得某$\text{N}{{\text{a}}_{2}}\text{S}$溶液的$\text{pH}=10$

实验$\rm 2$:向$0.1\;\rm \text{mol}\cdot {{\text{L}}^{-1}}\text{ N}{{\text{a}}_{2}}\text{S}$溶液中通入$\rm HCl$气体至$\text{pH}=7$(忽略溶液体积变化及${{\text{H}}_{2}}\text{S}$挥发)。

实验$\rm 3$:向$0.1\;\rm \text{mol}\cdot {{\text{L}}^{-1}}$硫酸铜溶液中通入${{\text{H}}_{2}}\text{S}$气体至饱和。

实验$\rm 4$:向$0.1\;\rm \text{mol}\cdot {{\text{L}}^{-1}}\text{ N}{{\text{a}}_{2}}\text{S}$溶液中通入二氧化硫,至上层溶液不再变浑浊。

下列说法正确的是$(\qquad)$

["

实验$\\rm 1\\text{N}{{\\text{a}}_{2}}\\text{S}$溶液中:$c\\left( {{\\text{S}}^{2-}} \\right)\\gt c\\left( {{\\text{H}}_{2}}\\text{S} \\right)$

","

实验$\\rm 2$所得溶液中:$c\\left( \\text{C}{{\\text{l}}^{-}} \\right)+c\\left( {{\\text{S}}^{2-}} \\right)-c\\left( {{\\text{H}}_{2}}\\text{S} \\right)=0.1\\;\\rm \\text{mol}\\cdot {{\\text{L}}^{-1}}$

","

实验$\\rm 3$所得上层清液中:$c\\left( \\text{C}{{\\text{u}}^{2+}} \\right)\\gt c\\left( {{\\text{H}}^{+}} \\right)$

","

实验$\\rm 4$中反应的离子方程式为:${{\\text{S}}^{2-}}+\\text{S}{{\\text{O}}_{2}}+2{{\\text{H}}_{2}}\\text{O}=\\text{S}\\downarrow +\\text{SO}_{4}^{2-}+4{{\\text{H}}^{+}}$

"]
[["B"]]

$\rm A$.由电离常数可知,$K_\rm{a1}(H_{2}S)\cdot $$K_\rm {a2}(H_{2}S)=$ $\dfrac{\textit{c}\rm{(H}{{\text{S}}^{-}})\textit{c}\left( {{\text{H}}^{+}} \right)}{\textit{c}\left( {{\text{H}}_{\text{2}}}\text{S} \right)}\rm \times \dfrac{\textit{c}({{\text{S}}^{2}}^{-})\textit{c}\left( {{\text{H}}^{+}} \right)}{\textit{c}\rm{(H}{{\text{S}}^{-}}\text{)}}\rm =\dfrac{\textit{c}({{\text{S}}^{2}}^{-}\text{)}{{\textit{c}}^{2}}\left( {{\text{H}}^{+}} \right)}{\textit{c}({{\text{H}}_{2}}\text{S)}}\rm =1.0\times 10^{-7}\times 1.0\times 10^{-13}=1.0\times 10^{-20}$,则$\rm pH$$\rm 10$的溶液中$\dfrac{\textit{c}({{\text{S}}^{2}}^{-}\text{)}}{\textit{c}({{\text{H}}_{2}}\text{S)}}\rm =\dfrac{1.0\times {{10}^{-20}}}{{{\left( 1.0\times {{10}^{-10}} \right)}^{2}}}\rm =1$,则溶液中:$\textit{c}\left( \text{S}^{2-}\right)=\textit{c}\left( \text{H}_{2}\text{S}\right)$$\rm A$错误;

$\rm B$.实验$\rm 2$中,由电荷守恒关系$c\rm(Na^{+})+\textit{c}(H^{+})=\textit{c}(HS^{-})+2\textit{c}(S^{2-})+\textit{c}(OH^{-})+\textit{c}(Cl^{-})$及物料守恒关系$\rm \textit{c}(HS^{-})+\textit{c}(S^{2-})+\textit{c}(H_{2}S)=0.1\;\rm mol/L$,电荷守恒和物料守恒联立推导得出:$\rm \textit{c}(Cl^{-})+\textit{c}(S^{2-})-\textit{c}(H_{2}S)=0.1\;\rm mol/L$,与选项$\rm B$一致,$\rm B$正确;

$\rm C$.实验$\rm 3$中,$\rm Cu^{2+}$$\rm H_{2}S$反应生成$\rm CuS$沉淀,$\text{C}{{\text{u}}^{2+}}+{{\text{H}}_{2}}\text{S}=\text{CuS}\downarrow +2{{\text{H}}^{+}}$的平衡常数$\textit{K}=\dfrac{\textit{c}^{2}\left( \text{H}^{+}\right)}{\textit{c}\left( \text{H}_{2}\text{S}\right)\times\textit{c}\left ( \rm Cu^{2+}\right)}=\dfrac{\textit{c}^{2}\left( \text{H}^{+}\right)\times\textit{c}\left( \text{S}^{2-}\right)}{\textit{c}\left( \text{H}_{2}\text{S}\right)\times\textit{c}\left( \rm Cu^{2+}\right)\times\textit{c}\left( \text{S}^{2-}\right)}=\dfrac{\textit{K}_{\text{a}1}\times\textit{K}_{\text{a}2}}{\textit{K}_\rm{sp}\left[ CuS\right]}=1\times10^{15}$远大于${{10}^{5}}$,反应完全,残留$\textit{c}\left( \rm Cu^{2+}\right)=\sqrt{\textit{K}_\rm{sp}\left[ CuS\right]}=1\times10^{-17.5}$,而$\textit{c}\left( {{\text{H}}^{+}} \right)\approx 0.2\;\rm mol/\text{L}$,故:$c\left( \text{C}\text{u}^{2+}\right)\lt c\left( \text{H}^{+}\right)$$\rm C$错误;

$\rm D$.实验$\rm 4$的反应中,$\rm SO_{2}$应被还原为$\rm S$而非$\rm SO_{4}^{2-}$,正确反应式为$\text{2}{{\text{S}}^{2-}}+\text{S}{{\text{O}}_{2}}+2{{\text{H}}_{2}}\text{O}=3\text{S}\downarrow +4\text{O}{{\text{H}}^{-}}$$\rm D$错误;

故选:$\rm B$

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