题目
7.计算下列溶液的pH值,(已知 (H)_(3)cdot (H)_(2)O:(K)_(B)'=1.77times (10)^-5J-|||-(1) .10molcdot (L)^-1N(H)_(3)cdot (H)_(2)O 溶液;(10分)-|||-(2) .10molcdot (L)^-1N(H)_(3)cdot (H)_(2)O 和 .10molcdot (L)^-1N(H)_(4)Cl 的等体积混合溶液。(10分)
题目解答
答案
解析
步骤 1：计算 $0.10mol\cdot {L}^{-1}N{H}_{3}\cdot {H}_{2}O$ 溶液的pH值
由于氨水的碱性较弱，其水解反应可以表示为：$N{H}_{3}\cdot {H}_{2}O \rightleftharpoons {NH}_{4}^{+} + {OH}^{-}$。根据碱的水解平衡常数 $K_{b}^{\theta }=1.77\times {10}^{-5}$，可以计算出 $[ {OH}^{-}]$ 的浓度。由于 $Kb*c\gt 20KW$，且 $C/Ka\gt 400$，可以使用近似公式 $[ {OH}^{-}] ={({K}_{b}*C)}^{1/2}$ 来计算 $[ {OH}^{-}]$。然后，通过 $poH=-\lg [ {OH}^{-}]$ 计算出 $poH$，最后通过 $pH=14-poH$ 计算出 $pH$。
步骤 2：计算 $0.10mol\cdot {L}^{-1}N{H}_{3}\cdot {H}_{2}O$ 和 $0.10mol\cdot {L}^{-1}N{H}_{4}Cl$ 的等体积混合溶液的pH值
等体积的 $0.10mol\cdot {L}^{-1}N{H}_{3}\cdot {H}_{2}O$ 和 $0.10mol\cdot {L}^{-1}N{H}_{4}Cl$ 混合后，形成弱碱、弱碱盐的缓冲溶液。可以使用缓冲溶液的公式 $pH=14-pkb(N{H}_{3})+\lg ([ N{H}_{3}] /[ {N{H}_{4}}^{+}] )$ 来计算 $pH$。由于是等体积混合，$[ N{H}_{3}]$ 和 $[ {N{H}_{4}}^{+}]$ 的浓度相等，因此 $\lg ([ N{H}_{3}] /[ {N{H}_{4}}^{+}] )=0$，从而简化计算。
由于氨水的碱性较弱，其水解反应可以表示为：$N{H}_{3}\cdot {H}_{2}O \rightleftharpoons {NH}_{4}^{+} + {OH}^{-}$。根据碱的水解平衡常数 $K_{b}^{\theta }=1.77\times {10}^{-5}$，可以计算出 $[ {OH}^{-}]$ 的浓度。由于 $Kb*c\gt 20KW$，且 $C/Ka\gt 400$，可以使用近似公式 $[ {OH}^{-}] ={({K}_{b}*C)}^{1/2}$ 来计算 $[ {OH}^{-}]$。然后，通过 $poH=-\lg [ {OH}^{-}]$ 计算出 $poH$，最后通过 $pH=14-poH$ 计算出 $pH$。
步骤 2：计算 $0.10mol\cdot {L}^{-1}N{H}_{3}\cdot {H}_{2}O$ 和 $0.10mol\cdot {L}^{-1}N{H}_{4}Cl$ 的等体积混合溶液的pH值
等体积的 $0.10mol\cdot {L}^{-1}N{H}_{3}\cdot {H}_{2}O$ 和 $0.10mol\cdot {L}^{-1}N{H}_{4}Cl$ 混合后，形成弱碱、弱碱盐的缓冲溶液。可以使用缓冲溶液的公式 $pH=14-pkb(N{H}_{3})+\lg ([ N{H}_{3}] /[ {N{H}_{4}}^{+}] )$ 来计算 $pH$。由于是等体积混合，$[ N{H}_{3}]$ 和 $[ {N{H}_{4}}^{+}]$ 的浓度相等，因此 $\lg ([ N{H}_{3}] /[ {N{H}_{4}}^{+}] )=0$，从而简化计算。