题目
同为0.5 molcdot L^-1的mathrm(NH)_3、mathrm(NH)_2mathrm(OH)、mathrm(N)_2mathrm(H)_4和mathrm(HN)_3溶液,按mathrm(pH)值由小到大的顺序排列,正确的是()A. mathrm(HN)_3 B. mathrm(NH)_3 C. mathrm(NH)_2mathrm(OH) D. mathrm(N)_2mathrm(H)_4
同为$0.5\ mol\cdot L^{-1}$的$\mathrm{NH}_3$、$\mathrm{NH}_2\mathrm{OH}$、$\mathrm{N}_2\mathrm{H}_4$和$\mathrm{HN}_3$溶液,按$\mathrm{pH}$值由小到大的顺序排列,正确的是()
A. $\mathrm{HN}_3 < \mathrm{NH}_2\mathrm{OH} < \mathrm{N}_2\mathrm{H}_4 < \mathrm{NH}_3$
B. $\mathrm{NH}_3 < \mathrm{N}_2\mathrm{H}_4 < \mathrm{NH}_2\mathrm{OH} < \mathrm{HN}_3$
C. $\mathrm{NH}_2\mathrm{OH} < \mathrm{N}_2\mathrm{H}_4 < \mathrm{HN}_3 < \mathrm{NH}_3$
D. $\mathrm{N}_2\mathrm{H}_4 < \mathrm{NH}_2\mathrm{OH} < \mathrm{HN}_3 < \mathrm{NH}_3$
题目解答
答案
A. $\mathrm{HN}_3 < \mathrm{NH}_2\mathrm{OH} < \mathrm{N}_2\mathrm{H}_4 < \mathrm{NH}_3$
解析
本题考查含氮化合物在水溶液中的酸碱性比较。关键点在于:
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判断各物质的酸碱性:叠氮酸($\mathrm{HN}_3$)为弱酸,其余三种($\mathrm{NH}_3$、$\mathrm{NH}_2\mathrm{OH}$、$\mathrm{N}_2\mathrm{H}_4$)均为弱碱。
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比较碱性强弱:碱性越强,溶液的$\mathrm{pH}$越大。根据碱性顺序:$\mathrm{NH}_3 > \mathrm{N}_2\mathrm{H}_4 > \mathrm{NH}_2\mathrm{OH}$,结合酸性$\mathrm{HN}_3$的$\mathrm{pH}$最小,即可排序。
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酸碱性判断:
- $\mathrm{HN}_3$为弱酸,溶液呈酸性,$\mathrm{pH}$最小。
- $\mathrm{NH}_3$、$\mathrm{NH}_2\mathrm{OH}$、$\mathrm{N}_2\mathrm{H}_4$均为弱碱,需比较碱性强弱。
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碱性比较:
- $\mathrm{NH}_3$:碱性最强($K_b \approx 1.8 \times 10^{-5}$)。
- $\mathrm{N}_2\mathrm{H}_4$:次之($K_b \approx 1.7 \times 10^{-6}$)。
- $\mathrm{NH}_2\mathrm{OH}$:最弱($K_b \approx 9.1 \times 10^{-9}$)。
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$\mathrm{pH}$排序:
- 酸性$\mathrm{HN}_3$的$\mathrm{pH}$最小。
- 碱性依次为$\mathrm{NH}_3 > \mathrm{N}_2\mathrm{H}_4 > \mathrm{NH}_2\mathrm{OH}$,对应$\mathrm{pH}$由大到小。
- 最终顺序:$\mathrm{HN}_3 < \mathrm{NH}_2\mathrm{OH} < \mathrm{N}_2\mathrm{H}_4 < \mathrm{NH}_3$。