题目
在 100mL 0.20mol∙L -1 MgCl 2 溶液中加入等体积的含有 NH 4 Cl 的 0.20mol∙L -1 NH 3 ∙H 2 O ,未生成 Mg(OH) 2 沉淀,计算原 NH 3 ∙H 2 O 溶液的 pH 值和 NH 4 Cl 的物质的量。( K b θ (NH 3 ∙H 2 O)=1.8×10 -5 , K sp θ (Mg(OH) 2 )=5.6×10 -12 )
在 100mL 0.20mol∙L -1 MgCl 2 溶液中加入等体积的含有 NH 4 Cl 的 0.20mol∙L -1 NH 3 ∙H 2 O ,未生成 Mg(OH) 2 沉淀,计算原 NH 3 ∙H 2 O 溶液的 pH 值和 NH 4 Cl 的物质的量。( K b θ (NH 3 ∙H 2 O)=1.8×10 -5 , K sp θ (Mg(OH) 2 )=5.6×10 -12 )
题目解答
答案
c(Mg 2+ )=0.10mol∙L -1 c(NH 3 ∙H 2 O)=0.10mol∙L -1 ,不生成 Mg(OH) 2 沉淀, c(OH - )=7.48×10 -6 mol∙L -1 , pH=8.88 n(NH 4 Cl)=0.48×0.10=0.048mol
解析
步骤 1：计算混合后的溶液中 Mg 2+ 的浓度
混合后，MgCl 2 溶液的浓度变为原来的一半，因为体积加倍。因此，混合后的 Mg 2+ 浓度为 0.10 mol∙L -1 。
步骤 2：计算混合后的溶液中 NH 3 ∙H 2 O 的浓度
混合后，NH 3 ∙H 2 O 溶液的浓度也变为原来的一半，因为体积加倍。因此，混合后的 NH 3 ∙H 2 O 浓度为 0.10 mol∙L -1 。
步骤 3：计算混合后的溶液中 OH - 的浓度
由于未生成 Mg(OH) 2 沉淀，说明溶液中 OH - 的浓度满足 K sp θ (Mg(OH) 2 )=5.6×10 -12 。根据 K sp θ (Mg(OH) 2 )=c(Mg 2+ )×c(OH - )^2，可以计算出 c(OH - )=7.48×10 -6 mol∙L -1 。
步骤 4：计算混合后的溶液的 pH 值
根据 c(OH - )=7.48×10 -6 mol∙L -1 ，可以计算出 pH 值为 8.88。
步骤 5：计算 NH 4 Cl 的物质的量
根据 K b θ (NH 3 ∙H 2 O)=1.8×10 -5 ，可以计算出 NH 4 Cl 的物质的量为 0.048 mol。
混合后，MgCl 2 溶液的浓度变为原来的一半，因为体积加倍。因此，混合后的 Mg 2+ 浓度为 0.10 mol∙L -1 。
步骤 2：计算混合后的溶液中 NH 3 ∙H 2 O 的浓度
混合后，NH 3 ∙H 2 O 溶液的浓度也变为原来的一半，因为体积加倍。因此，混合后的 NH 3 ∙H 2 O 浓度为 0.10 mol∙L -1 。
步骤 3：计算混合后的溶液中 OH - 的浓度
由于未生成 Mg(OH) 2 沉淀，说明溶液中 OH - 的浓度满足 K sp θ (Mg(OH) 2 )=5.6×10 -12 。根据 K sp θ (Mg(OH) 2 )=c(Mg 2+ )×c(OH - )^2，可以计算出 c(OH - )=7.48×10 -6 mol∙L -1 。
步骤 4：计算混合后的溶液的 pH 值
根据 c(OH - )=7.48×10 -6 mol∙L -1 ，可以计算出 pH 值为 8.88。
步骤 5：计算 NH 4 Cl 的物质的量
根据 K b θ (NH 3 ∙H 2 O)=1.8×10 -5 ，可以计算出 NH 4 Cl 的物质的量为 0.048 mol。