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热点强化练13 四大平衡常数的综合应用集训
1.(2023·江苏南通模拟)已知室温下Ka1(H2S)=10-7mol·L-1,Ka2(H2S)=10-12.9mol·L-1。通过下列实验探究含硫化合物的性质。
实验1:测得0.1 mol·L-1H2S溶液pH=4.1
实验2:向10 mL 0.1 mol·L-1NaHS溶液中加入5 mL水,测得溶液的pH不断减小
实验3:向实验2所得溶液中滴加10 mL 0.1 mol·L-1 NaOH溶液,测得反应后溶液pH=12
实验4:向实验3所得溶液中滴加几滴 0.1 mol·L-1 MnSO4溶液,产生粉色沉淀,再加几滴 0.1 mol·L-1 CuSO4溶液,产生黑色沉淀
下列说法正确的是( A )
A.由实验1可知:0.1 mol·L-1H2S溶液中c(S2-)<c(OH-)
B.由实验2可知:加水过程中,逐渐变小
C.实验3所得溶液中存在:c(H2S)+c(HS-)+c(H+)=c(OH-)
D.由实验4可知:Ksp(MnS)>Ksp(CuS)
解析:0.1 mol·L-1 H2S溶液pH=4.1,即c(H+)=10-4.1 mol·L-1,Ka1(H2S)= =10-7mol·L-1,则=10-7mol·L-1,
c(HS-)=10-3.9 mol·L-1,Ka2(H2S)= =10-12.9mol·L-1,则=10-12.9mol·L-1,c平(S2-)=10-12.7 mol·L-1,pH=4.1,则 c(OH-)=10-9.9 mol·L-1,c(S2-)<c(OH-),故A正确;Ka2(H2S)= =10-12.9mol·L-1,加水过程中,测得溶液的pH不断减小,即c(H+)越来越大,则越来越小,即越来越大,故B错误;向10 mL 0.1 mol·L-1NaHS溶液中加入 5 mL 水,再滴加10 mL 0.1 mol·L-1NaOH溶液,根据NaHS+NaOHNa2S+H2O,可知它们恰好反应,根据质子守恒知,Na2S溶液中存在 2c(H2S)+c(HS-)+c(H+)=c(OH-),故C错误;向实验3所得Na2S溶液中,滴入几滴 0.1 mol·L-1 MnSO4溶液,虽然产生粉色MnS沉淀,但S2-并没有沉淀完全,所以再滴入几滴 0.1 mol·L-1 CuSO4溶液,又产生黑色CuS沉淀,并不能说明存在沉淀转化,即不能说明 Ksp(MnS)>Ksp(CuS),故D错误。
2.Na2S2O5(焦亚硫酸钠)具有较强的还原性,25 ℃时,将0.5 mol Na2S2O5溶于水配成1 L溶液,溶液中部分微粒浓度随溶液酸碱性变化如图所示。已知:Ksp(BaSO4)=1.0×10-10,Ksp(BaSO3)=5.0×10-7。下列说法正确的是( D )
A.Na2S2O5水溶液pH=4.5是S2水解导致的
B.由图像可知,25 ℃时,HS的水解平衡常数约为10-7
C.向溶液中加入碱性物质使溶液pH升高的过程中,一定存在如下关系:c(Na+)+c(H+)=c(HS)+2c(S)+c(OH-)
D.将部分被空气氧化的该溶液的pH调为10,向溶液中滴加BaCl2溶液使S沉淀完全[c(S)≤1.0×10-5 mol·L-1],此时溶液中c(S)≤0.05 mol·L-1
解析:S2水解应该显碱性,据图可知,pH=4.5时,溶液中主要存在HS,所以溶液显酸性,A错误;HS的水解平衡常数表达式为,由图像可知,HS和H2SO3浓度相等时pH=2,则25 ℃时,HS的水解平衡常数约为10-12,B错误;溶液中还存在S2,c(Na+)+c(H+)=c(HS)+2c(S)+c(OH-)不能满足电荷守恒,C错误;根据硫酸钡的溶度积常数可知此时溶液中钡离子浓度是 mol·L-1=1.0×10-5 mol·L-1,则溶液中S的最大浓度为 mol·L-1=0.05 mol·L-1,D正确。
3.(2023·安徽黄山模拟)已知相同温度下,Ksp[Cu(OH)2]<Ksp[Co(OH)2]。某温度下,Cu(OH)2 和Co(OH)2的饱和溶液中-lg c(Cu2+)、-lg c(Co2+)与pOH[-lg c(OH-)]的关系如图所示。下列说法正确的是( D )
A.Cu(OH)2沉淀不能转化为Co(OH)2沉淀
B.该温度下Ksp[Cu(OH)2]=1.0×10-10
C.通过蒸发可使溶液由d点变到c点
D.向饱和溶液中加入适量NaOH固体,可使溶液由a点移到b点
解析:只要Co2+浓度足够大,消耗OH-可促进Cu(OH)2沉淀溶解平衡正向移动,可实现Cu(OH)2沉淀转化为Co(OH)2沉淀,A错误;已知相同温度下,Ksp[Cu(OH)2]<Ksp[Co(OH)2],则c(Cu2+)=c(C