题目
某温度时,关于CdS的饱和溶液的下列说法,正确的是(298K时,(K)_({sp)}((CdS))=3.6times10^-29)A. ([Cd)^2+]approx([S)^2-]B. ([Cd)^2+]lt;([S)^2-]C. ([Cd)^2+]gt;([S)^2-]D. ([Cd)^2+]times([S)^2-]=(K)_({sp)}((CdS))
某温度时,关于CdS的饱和溶液的下列说法,正确的是(298K时,$\text{K}_{\text{sp}}(\text{CdS})=3.6\times10^{-29}$)
A. $\text{[Cd}^{2+}]\approx\text{[S}^{2-}]$
B. $\text{[Cd}^{2+}]\lt;\text{[S}^{2-}]$
C. $\text{[Cd}^{2+}]\gt;\text{[S}^{2-}]$
D. $\text{[Cd}^{2+}]\times\text{[S}^{2-}]=\text{K}_{\text{sp}}(\text{CdS})$
题目解答
答案
D. $\text{[Cd}^{2+}]\times\text{[S}^{2-}]=\text{K}_{\text{sp}}(\text{CdS})$
解析
本题考查难溶电解质的沉淀溶解平衡以及溶度积常数的相关知识。解题的关键在于理解溶度积常数的定义和表达式,同时分析$CdS$在溶液中的溶解情况。
1. 分析$CdS$的溶解平衡
$CdS$在水中存在沉淀溶解平衡,其溶解方程式为:$CdS(s)\rightleftharpoons Cd^{2 + }(aq)+S^{2 - }(aq)$。
2. 分析各选项
- 选项A:
在$CdS$的饱和溶液中,虽然$CdS$溶解产生$Cd^{2 + }$和$S^{2 - }$,但$S^{2 - }$会发生水解反应:$S^{2 - } + H_{2}O\rightleftharpoons HS^{-}+OH^{-}$,$HS^{-}+H_{2}O\rightleftharpoons H_{2}S + OH^{-}$。这使得溶液中$S^{2 - }$的浓度会因为水解而减小,所以$[Cd^{2 + }]\gt[S^{2 - }]$,而不是$[Cd^{2 + }]\approx[S^{2 - }]$,故A选项错误。 - 选项B:
由上述对$S^{2 - }$水解的分析可知,$[Cd^{2 + }]\gt[S^{2 - }]$,而不是$[Cd^{2 + }]\lt[S^{2 - }]$,故B选项错误。 - 选项C:
虽然$S^{2 - }$会水解,但水解程度是比较小的,在$CdS$饱和溶液中,$CdS$溶解产生的$Cd^{2 + }$和$S^{2 - }$浓度原本是相等的,水解只是使$S^{2 - }$浓度略有降低,所以$[Cd^{2 + }]$只是略大于$[S^{2 - }]$,用“$\gt\gt$”表示是不准确的,故C选项错误。 - 选项D:
溶度积常数$K_{sp}$是指在一定温度下,难溶电解质的饱和溶液中,各离子浓度幂的乘积。对于$CdS$的沉淀溶解平衡$CdS(s)\rightleftharpoons Cd^{2 + }(aq)+S^{2 - }(aq)$,其溶度积常数表达式为$K_{sp}(CdS)=[Cd^{2 + }]\times[S^{2 - }]$,这是溶度积常数的定义式,在$CdS$的饱和溶液中该等式一定成立,故D选项正确。