
1.(2024·安徽卷)环境保护工程师研究利用Na2S、FeS和H2S处理水样中的Cd2+。已知25 ℃时,H2S饱和溶液浓度约为0.1 mol·L-1,Ka1(H2S)=10-6.97,Ka2(H2S)=10-12.90,Ksp(FeS)=10-17.20,Ksp(CdS)=10-26.10。下列说法错误的是( )
A.Na2S溶液中:c(H+)+c(Na+)=c(OH-)+c(HS-)+2c(S2-)
B.0.01 mol·L-1 Na2S溶液中:c(Na+)>c(S2-)>c(OH-)>c(HS-)
C.向c(Cd2+)=0.01 mol·L-1的溶液中加入FeS,可使c(Cd2+)<10-8 mol·L-1
D.向c(Cd2+)=0.01 mol·L-1的溶液中通入H2S气体至饱和,所得溶液中:c(H+)>c(Cd2+)
答案:B
解析:Na2S溶液中存在电荷守恒,即c(H+)+c(Na+)=c(OH-)+c(HS-)+2c(S2-),A正确;0.01 mol·L-1 Na2S溶液中,S2-水解使溶液呈碱性,其水解常数为Kh(S2-)=
c(S2-)(c(OH-)·c(HS-))=Ka2(Kw)=10-12.9(10-14)=10-1.1,根据硫元素守恒可知c(HS-)<10-1.1 mol·L-1,所以c(S2-)(c(OH-))>1,则c(OH-)>c(S2-),B错误;Ksp(FeS)远远大于Ksp(CdS),向c(Cd2+)=0.01 mol·L-1的溶液中加入FeS时,可以发生沉淀的转化,该反应的平衡常数为K=Ksp(CdS)(Ksp(FeS))=10-26.10(10-17.20)=108.9≫105,因此该反应可以进行完全,CdS的饱和溶液中c(Cd2+)= mol·L-1=10-13.05 mol·L-1,若加入足量FeS可使c(Cd2+)<10-8 mol·L-1,C正确;Cd2++H2SCdS+2H+的平衡常数K=c(Cd2+)·c(H2S)(c2(H+))=Ksp(CdS)(Ka1·Ka2)=10-26.10(10-6.97×10-12.90)=106.23≫105,该反应可以进行完全,因此,当向c(Cd2+)=0.01 mol·L-1的溶液中通入H2S气体至饱和,Cd2+可以完全沉淀,所得溶液中c(H+)>c(Cd2+),D正确。
2.(2024·江苏卷)室温下,通过下列实验探究SO2的性质。已知Ka1(H2SO3)=1.3×10-2,Ka2 (H2SO3)=6.2×10-8。
实验1:将SO2气体通入水中,测得溶液pH=3。
实验2:将SO2气体通入0.1 mol·L-1 NaOH溶液中,当溶液pH=4时停止通气。
实验3:将SO2气体通入0.1 mol·L-1酸性KMnO4溶液中,当溶液恰好褪色时停止通气。
下列说法正确的是( )
A.实验1所得溶液中:c(HSO3(-))+c(SO3(2-))>c(H+)
B.实验2所得溶液中:c(SO3(2-))>c(HSO3(-))
C.实验2所得溶液经蒸干、灼烧制得NaHSO3固体
D.实验3所得溶液中:c(SO4(2-))>c(Mn2+)
答案:D
解析:实验1得到的是H2SO3溶液,其质子守恒关系式为c(HSO3(-))+2c(SO3(2-))+c(OH-)=c(H+),则c(HSO3(-))+c(SO3(2-))<c(H+),A错误;实验2所得溶液pH=4,依据K a2=3(2-)3(-))(-),则6.2×10-8=3(2-)3(-))(-),则c(SO3(2-))<c(HSO3(-)),B错误;NaHSO3溶液蒸干、灼烧得NaHSO4固体,C错误;实验3发生的反应为5SO2+2MnO4(-)+2H2O===5SO4(2-)+2Mn2++4H+,则恰好完全反应后c(SO4(2-))>c(Mn2+),D正确。
3.(2024·湖北卷)CO2气氛下,Pb(ClO4)2溶液中含铅物种的分布如图(25 ℃)。纵坐标(δ)为组分中铅占总铅的质量分数。已知c0(Pb2+)=2.0×10-5 mol·L-1,pKa1 (H2CO3)=6.4、pKa2(H2CO3)=10.3,pKsp(PbCO3)=12.1。下列说法错误的是( )
A.pH=6.5时,溶液中c(CO3(2-))<c(Pb2+)
B.δ(Pb2+)=δ(PbCO3)时,c(Pb2+)<1.0×10-5 mol·L-1
C.pH=7时,2c(Pb2+)+c[Pb(OH)+]<2c(CO3(2-))+c(HCO3(-))+c(ClO4(-))
D.pH=8时,溶液中加入少量NaHCO3(s),PbCO3会溶解
答案:D
解析:pH=8时,含Pb物种主要以PbCO3(s)形式存在,溶解PbCO3有两种方式:将其转化为Pb2+或Pb(CO3)2(2-),即使PbCO3Pb2++CO3(2-)正向移动,或使PbCO3+CO3(2-)Pb(CO3)2(2-)正向移动,则需要补充CO3(2-),若由HCO3(-)电离提供CO3(2-),则不会发生第一种情况,同时电离出的H+会降低溶液pH,与Pb(CO3)2(2-)存在时需要较高的pH矛盾,D错误。