单选题
1003、在氢硫酸溶液中加入少量下列物质:①O2②Cl2③SO2④CuSO4,能使溶液pH值减小的是( )。
A
①③
B
②④
C
②③④
D
①
答案解析
正确答案:B
解析:
**解析:**
氢硫酸($H_2S$)是一种二元弱酸,在水溶液中存在电离平衡:$H_2S \rightleftharpoons H^+ + HS^-$,$HS^- \rightleftharpoons H^+ + S^{2-}$。溶液的 pH 值减小,意味着溶液中的氢离子浓度 $c(H^+)$ 增大,即酸性增强。我们需要分析加入各物质后对溶液酸碱性的影响。
1. **加入 ① $O_2$:**
氧气具有氧化性,能与 $H_2S$ 发生反应生成单质硫沉淀和水:
$$2H_2S + O_2 = 2S\downarrow + 2H_2O$$
该反应消耗了弱酸 $H_2S$,生成了中性的水,导致溶液中 $H_2S$ 浓度降低,电离出的 $H^+$ 减少,因此溶液酸性减弱,**pH 值增大**。
2. **加入 ② $Cl_2$:**
氯气具有强氧化性,能与 $H_2S$ 发生置换反应生成盐酸和单质硫:
$$H_2S + Cl_2 = S\downarrow + 2HCl$$
反应前是弱酸 $H_2S$,反应后生成了强酸 $HCl$。虽然 $H_2S$ 被消耗,但生成的 $HCl$ 完全电离,使得溶液中 $c(H^+)$ 显著增大,因此溶液酸性增强,**pH 值减小**。
3. **加入 ③ $SO_2$:**
二氧化硫与硫化氢发生归中反应生成单质硫和水:
$$2H_2S + SO_2 = 3S\downarrow + 2H_2O$$
该反应消耗了酸性的 $H_2S$ 和溶于水呈酸性的 $SO_2$(亚硫酸),生成了中性的水和沉淀。随着反应进行,溶液中的酸性物质减少,酸性减弱,**pH 值增大**。
4. **加入 ④ $CuSO_4$:**
硫酸铜与氢硫酸反应生成极难溶的硫化铜沉淀和硫酸:
$$H_2S + CuSO_4 = CuS\downarrow + H_2SO_4$$
反应前是弱酸 $H_2S$,反应后生成了强酸 $H_2SO_4$。强酸完全电离,导致溶液中 $c(H^+)$ 大幅增大,因此溶液酸性增强,**pH 值减小**。
综上所述,能使溶液 pH 值减小的是 ② 和 ④。
**结论:**
正确选项是 **B**。
相关知识点:
氢硫酸加物,pH减小有哪些
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