题目
已知NH3·H2O的pKb=4.74,则0.15 mo1·L-1NH4Cl溶液的pH为5.04。()A. 正确B. 错误
已知NH3·H2O的pKb=4.74,则0.15 mo1·L-1NH4Cl溶液的pH为5.04。()
A. 正确
B. 错误
题目解答
答案
A. 正确
解析
考查要点:本题主要考查强酸弱碱盐(NH4Cl)溶液pH的计算,涉及弱碱共轭酸的水解平衡及近似计算方法。
解题核心思路:
- 确定盐的性质:NH4Cl是强酸(HCl)与弱碱(NH3·H2O)反应生成的盐,其水解会生成H+,使溶液呈酸性。
- 建立水解平衡关系:通过弱碱的pKb求出共轭酸(NH4+)的Ka,再利用水解公式计算[H+]。
- 判断近似条件:当盐浓度远大于水解产生的H+浓度时,可用简化公式快速计算。
破题关键点:
- 正确转换pKb与Ka:利用$K_a = \frac{K_w}{K_b}$,并注意指数运算的准确性。
- 合理选择计算公式:验证水解度是否满足简化公式(如$\sqrt{cK_a}$)的适用条件。
步骤1:计算NH4+的Ka值
已知NH3·H2O的pKb=4.74,则:
$K_b = 10^{-\text{pKb}} = 10^{-4.74} \approx 1.82 \times 10^{-5}$
根据水的离子积$K_w = K_a \cdot K_b$,得:
$K_a = \frac{K_w}{K_b} = \frac{1.0 \times 10^{-14}}{1.82 \times 10^{-5}} \approx 5.49 \times 10^{-10}$
步骤2:估算水解产生的[H+]
NH4Cl溶液中,NH4+浓度为0.15 mol/L。假设水解度小,可用简化公式:
$[H^+] \approx \sqrt{c \cdot K_a} = \sqrt{0.15 \cdot 5.49 \times 10^{-10}} \approx \sqrt{8.235 \times 10^{-11}} \approx 9.07 \times 10^{-6} \, \text{mol/L}$
步骤3:计算pH值
$\text{pH} = -\log(9.07 \times 10^{-6}) \approx 5.04$
结论:题目中给出的pH值正确,答案为A. 正确。