题目
2.已知K_(b)(NH_(3)cdot H_(2)O)=1.8times 10^-5，将500.0mathrm(mL)2.00mathrm(molcdot L^-1)NH_(3)cdot H_(2)O和等体积1.00mathrm(molcdot L^-1)HCl混合。(1)计算混合后溶液的pH值；(2)向混合溶液中加入10.0mathrm(mL)0.20mathrm(molcdot L^-1)NaOH溶液，计算该溶液的pH值；(3)根据(2)的结果，可得出什么结论？A. 武昌、南京B. 天津、北京C. 延安、遵义D. 上海、广州
2.已知K_{b}(NH_{3}\cdot H_{2}O)=1.8\times 10^{-5}，将500.0\mathrm{mL}2.00\mathrm{mol\cdot L^{-1}}NH_{3}\cdot H_{2}O和等体积1.00\mathrm{mol\cdot L^{-1}}HCl混合。(1)计算混合后溶液的pH值；(2)向混合溶液中加入10.0\mathrm{mL}0.20\mathrm{mol\cdot L^{-1}}NaOH溶液，计算该溶液的pH值；(3)根据(2)的结果，可得出什么结论？
- A. 武昌、南京
- B. 天津、北京
- C. 延安、遵义
- D. 上海、广州
题目解答
答案
(1) 混合后溶液的pH值为9.25。 (2) 加入NaOH后溶液的pH值为9.25。 (3) 混合后的溶液具有缓冲作用，能够抵抗少量强酸或强碱的加入而保持pH值的稳定。
解析
步骤 1：计算混合后溶液的pH值
首先，计算混合后溶液中NH_{3}\cdot H_{2}O和NH_{4}^{+}的浓度。由于NH_{3}\cdot H_{2}O和HCl等体积混合，且HCl完全反应，生成NH_{4}^{+}和H_{2}O。因此，混合后溶液中NH_{3}\cdot H_{2}O的浓度为1.00\mathrm{mol\cdot L^{-1}}，NH_{4}^{+}的浓度也为1.00\mathrm{mol\cdot L^{-1}}。根据缓冲溶液的pH计算公式，pH = pK_{b} + \log\frac{[NH_{3}\cdot H_{2}O]}{[NH_{4}^{+}]}，其中pK_{b} = -\log K_{b} = -\log(1.8\times 10^{-5}) = 4.74。因此，pH = 4.74 + \log\frac{1.00}{1.00} = 4.74 + 0 = 9.25。
步骤 2：计算加入NaOH后溶液的pH值
加入10.0\mathrm{mL}0.20\mathrm{mol\cdot L^{-1}}NaOH溶液后，NaOH与NH_{4}^{+}反应生成NH_{3}\cdot H_{2}O和H_{2}O。因此，NH_{4}^{+}的浓度减少，NH_{3}\cdot H_{2}O的浓度增加。计算加入NaOH后NH_{4}^{+}和NH_{3}\cdot H_{2}O的浓度，然后使用缓冲溶液的pH计算公式计算pH值。加入NaOH后，NH_{4}^{+}的浓度为1.00\mathrm{mol\cdot L^{-1}} - 0.20\mathrm{mol\cdot L^{-1}}\times\frac{10.0\mathrm{mL}}{1000\mathrm{mL}} = 0.998\mathrm{mol\cdot L^{-1}}，NH_{3}\cdot H_{2}O的浓度为1.00\mathrm{mol\cdot L^{-1}} + 0.20\mathrm{mol\cdot L^{-1}}\times\frac{10.0\mathrm{mL}}{1000\mathrm{mL}} = 1.002\mathrm{mol\cdot L^{-1}}。因此，pH = 4.74 + \log\frac{1.002}{0.998} = 4.74 + 0.0004 = 9.25。
步骤 3：得出结论
根据(2)的结果，可得出混合后的溶液具有缓冲作用，能够抵抗少量强酸或强碱的加入而保持pH值的稳定。
首先，计算混合后溶液中NH_{3}\cdot H_{2}O和NH_{4}^{+}的浓度。由于NH_{3}\cdot H_{2}O和HCl等体积混合，且HCl完全反应，生成NH_{4}^{+}和H_{2}O。因此，混合后溶液中NH_{3}\cdot H_{2}O的浓度为1.00\mathrm{mol\cdot L^{-1}}，NH_{4}^{+}的浓度也为1.00\mathrm{mol\cdot L^{-1}}。根据缓冲溶液的pH计算公式，pH = pK_{b} + \log\frac{[NH_{3}\cdot H_{2}O]}{[NH_{4}^{+}]}，其中pK_{b} = -\log K_{b} = -\log(1.8\times 10^{-5}) = 4.74。因此，pH = 4.74 + \log\frac{1.00}{1.00} = 4.74 + 0 = 9.25。
步骤 2：计算加入NaOH后溶液的pH值
加入10.0\mathrm{mL}0.20\mathrm{mol\cdot L^{-1}}NaOH溶液后，NaOH与NH_{4}^{+}反应生成NH_{3}\cdot H_{2}O和H_{2}O。因此，NH_{4}^{+}的浓度减少，NH_{3}\cdot H_{2}O的浓度增加。计算加入NaOH后NH_{4}^{+}和NH_{3}\cdot H_{2}O的浓度，然后使用缓冲溶液的pH计算公式计算pH值。加入NaOH后，NH_{4}^{+}的浓度为1.00\mathrm{mol\cdot L^{-1}} - 0.20\mathrm{mol\cdot L^{-1}}\times\frac{10.0\mathrm{mL}}{1000\mathrm{mL}} = 0.998\mathrm{mol\cdot L^{-1}}，NH_{3}\cdot H_{2}O的浓度为1.00\mathrm{mol\cdot L^{-1}} + 0.20\mathrm{mol\cdot L^{-1}}\times\frac{10.0\mathrm{mL}}{1000\mathrm{mL}} = 1.002\mathrm{mol\cdot L^{-1}}。因此，pH = 4.74 + \log\frac{1.002}{0.998} = 4.74 + 0.0004 = 9.25。
步骤 3：得出结论
根据(2)的结果，可得出混合后的溶液具有缓冲作用，能够抵抗少量强酸或强碱的加入而保持pH值的稳定。