题目

1.写出下列溶液的质子平衡方程:-|||-a.浓度为c1的NH3与浓度为C2的NH4Cl的混合溶液;-|||-b.浓度为c1的NaOH与浓度为c2的H3 BO3的混合溶液; ()-|||-c.浓度为c1的H3 PO4与浓度为C2的HCOOH的混合溶液; ()-|||-d. .010molcdot (L)^-1Fe(Cl)_(3) 溶液。

题目解答

答案

解析

质子平衡方程的建立核心在于电荷守恒和物质守恒。需明确溶液中所有参与质子转移的物种，通过电荷平衡关系推导方程。关键点：

  1. 电荷守恒：阳离子电荷总浓度等于阴离子电荷总浓度；
  2. 参考水准选择：根据溶液组成，确定主要参与质子转移的物质；
  3. 弱酸/碱的解离级数：需考虑多级解离产生的不同形态离子。

a. NH3与NH4Cl混合溶液

  • 参考水准：NH3（弱碱）、NH4Cl（强酸HCl与弱碱反应生成）。
  • 电荷守恒：阳离子为$[H^+]$和$[NH_4^+]$，阴离子为$[Cl^-]$和$[OH^-]$。
  • 方程：
    $[H^+] + [NH_4^+] = [Cl^-] + [OH^-]$
    或代入$[Cl^-] = c_2$（NH4Cl完全解离）：
    $[H^+] + [NH_4^+] = c_2 + [OH^-]$

b. NaOH与H3BO3混合溶液

  • 参考水准：NaOH（强碱）、H3BO3（一元弱酸）。
  • 电荷守恒：阳离子为$[Na^+]$和$[H^+]$，阴离子为$[OH^-]$和$[H_2BO_3^-]$（H3BO3解离产物）。
  • 方程：
    $[Na^+] + [H^+] = [OH^-] + [H_2BO_3^-]$
    代入$[Na^+] = c_1$（NaOH完全解离）：
    $c_1 + [H^+] = [OH^-] + [H_2BO_3^-]$

c. H3PO4与HCOOH混合溶液

  • 参考水准：H3PO4（三元弱酸）、HCOOH（一元弱酸）。
  • 电荷守恒：阳离子为$[H^+]$，阴离子为$[OH^-]$、H3PO4各级解离产物（$[H_2PO_4^-]$、$[HPO_4^{2-}]$、$[PO_4^{3-}]$）和$[HCOO^-]$（HCOOH解离产物）。
  • 方程：
    $[H^+] = [OH^-] + [H_2PO_4^-] + 2[HPO_4^{2-}] + 3[PO_4^{3-}] + [HCOO^-]$

d. 0.010 mol·L⁻¹ FeCl3溶液

  • 参考水准：FeCl3水解生成Fe³⁺（弱碱性水合离子）和HCl（强酸）。
  • 电荷守恒：阳离子为$[H^+]$和Fe³⁺的各级水合形态（$[Fe(OH)^{2+}]$、$[Fe(OH)_2^+]$、$[Fe(OH)_3]$），阴离子为$[OH^-]$和$[Cl^-]$。
  • 方程：
    $[H^+] + [Fe(OH)^{2+}] + 2[Fe(OH)_2^+] + 3[Fe(OH)_3] = [OH^-] + [Cl^-]$