对于cmolcdot L^-1(mathrm(NH)_4)_2mathrm(HPO)_4溶液，下述质子平衡方程正确的是（ ）A. [mathrm(H)_2mathrm(PO)_4^-]+2[mathrm(H)_3mathrm(PO)_4]=[mathrm(PO)_4^3-]+[mathrm(NH)_3]B. [mathrm(H)^+]+[mathrm(H)_2mathrm(PO)_4^-]+2[mathrm(H)_3mathrm(PO)_4]=[mathrm(OH)^-]+[mathrm(PO)_4^3-]C. [mathrm(H)^+]+[mathrm(H)_2mathrm(PO)_4^-]+2[mathrm(H)_3mathrm(PO)_4]=[mathrm(OH)^-]+[mathrm(PO)_4^3-]+[mathrm(NH)_3]D. [mathrm(H)^+]+[mathrm(H)_2mathrm(PO)_4^-]+[mathrm(H)_3mathrm(PO)_4]=[mathrm(OH)^-]+[mathrm(PO)_4^3-]+[mathrm(NH)_3]
A. $[\mathrm{H}_2\mathrm{PO}_4^{-}]+2[\mathrm{H}_3\mathrm{PO}_4]=[\mathrm{PO}_4^{3-}]+[\mathrm{NH}_3]$
B. $[\mathrm{H}^{+}]+[\mathrm{H}_2\mathrm{PO}_4^{-}]+2[\mathrm{H}_3\mathrm{PO}_4]=[\mathrm{OH}^{-}]+[\mathrm{PO}_4^{3-}]$
C. $[\mathrm{H}^{+}]+[\mathrm{H}_2\mathrm{PO}_4^{-}]+2[\mathrm{H}_3\mathrm{PO}_4]=[\mathrm{OH}^{-}]+[\mathrm{PO}_4^{3-}]+[\mathrm{NH}_3]$
D. $[\mathrm{H}^{+}]+[\mathrm{H}_2\mathrm{PO}_4^{-}]+[\mathrm{H}_3\mathrm{PO}_4]=[\mathrm{OH}^{-}]+[\mathrm{PO}_4^{3-}]+[\mathrm{NH}_3]$
题目解答
答案
解析
本题考查盐溶液中质子平衡方程的书写。解题思路是先确定溶液中的参考水准（零水准），即溶液中大量存在并参与质子转移的物质，然后分析这些物质得失质子的产物，根据得失质子的物质的量相等列出质子平衡方程。
在$cmol\cdot L^{-1}(\mathrm{NH}_4)_2\mathrm{HPO}_4$溶液中，大量存在并参与质子转移的物质为$\mathrm{HPO}_4^{2 - }$、$\mathrm{NH}_4^+$和$\mathrm{H}_2\mathrm{O}$，它们是参考水准。
- 得质子产物：
- $\mathrm{HPO}_4^{2 - }$得$1$个质子生成$\mathrm{H}_2\mathrm{PO}_4^-$，得$2$个质子生成$\mathrm{H}_3\mathrm{PO}_4$；
- $\mathrm{H}_2\mathrm{O}$得$1$个质子生成$\mathrm{H}^+$。
- 失质子产物：
- $\mathrm{HPO}_4^{2 - }$失$1$个质子生成$\mathrm{PO}_4^{3 - }$；
- $\mathrm{NH}_4^+$失$1$个质子生成$\mathrm{NH}_3$；
- $\mathrm{H}_2\mathrm{O}$失$1$个质子生成$\mathrm{OH}^-$。
根据得失质子的物质的量相等，列出质子平衡方程：
$[\mathrm{H}^+]+[\mathrm{H}_2\mathrm{PO}_4^-]+2[\mathrm{H}_3\mathrm{PO}_4]=[\mathrm{OH}^-]+[\mathrm{PO}_4^{3 - }]+[\mathrm{NH}_3]$
下面分析各选项：
- 选项A：未考虑$[\mathrm{H}^+]$和$[\mathrm{OH}^-]$，不符合质子平衡方程的书写规则，所以A错误。
- 选项B：将选项中$[\mathrm{PO}_4^{3 - }]$与$[\mathrm{NH}_3]$相乘，不符合得失质子的物质的量相等的原则，所以B错误。
- 选项C：与我们推导的质子平衡方程一致，所以C正确。
- 选项D：$[\mathrm{H}_3\mathrm{PO}_4]$的系数应该为$2$，因为$\mathrm{HPO}_4^{2 - }$生成$\mathrm{H}_3\mathrm{PO}_4$需要得到$2$个质子，所以D错误。