题目
【单选题】下列各缓冲溶液的总体积相同,其中缓冲能力最强的是A. 0.10 mol/L NH3∙H2O 溶液和 0.10 mol/LNH4Cl 溶液等体积混合后的溶液B. 0.20 mol/L NH3∙H2O 溶液和 0.20 mol/LNH4Cl 溶液等体积混合后的溶液C. 0.20 mol/L NH3∙H2O 溶液和 0.20 mol/LNH4Cl 溶液以体积比 2:1 混合后的溶液D. 0.20 mol/L NH3∙H2O 溶液和 0.10 mol/LNH4Cl 溶液等体积混合后的溶液
【单选题】下列各缓冲溶液的总体积相同,其中缓冲能力最强的是
A. 0.10 mol/L NH3∙H2O 溶液和 0.10 mol/LNH4Cl 溶液等体积混合后的溶液
B. 0.20 mol/L NH3∙H2O 溶液和 0.20 mol/LNH4Cl 溶液等体积混合后的溶液
C. 0.20 mol/L NH3∙H2O 溶液和 0.20 mol/LNH4Cl 溶液以体积比 2:1 混合后的溶液
D. 0.20 mol/L NH3∙H2O 溶液和 0.10 mol/LNH4Cl 溶液等体积混合后的溶液
题目解答
答案
B. 0.20 mol/L NH3∙H2O 溶液和 0.20 mol/LNH4Cl 溶液等体积混合后的溶液
解析
缓冲能力的强弱主要取决于缓冲溶液中弱酸(或弱碱)及其共轭碱(或共轭酸)的总浓度以及两者的浓度比。总浓度越高,缓冲能力越强;当两者的浓度比接近1:1时,缓冲能力达到最大。
本题中,各选项均为NH₃·H₂O(弱碱)与NH₄Cl(提供NH₄⁺,即弱碱的共轭酸)的混合溶液。需通过计算混合后两组分的浓度,比较总浓度及浓度比,从而判断缓冲能力。
各选项分析
选项A
- 混合前浓度:NH₃·H₂O和NH₄Cl均为0.10 mol/L。
- 等体积混合后:两组分浓度均稀释为0.05 mol/L。
- 总浓度:0.05 + 0.05 = 0.10 mol/L,浓度比1:1。
选项B
- 混合前浓度:NH₃·H₂O和NH₄Cl均为0.20 mol/L。
- 等体积混合后:两组分浓度均稀释为0.10 mol/L。
- 总浓度:0.10 + 0.10 = 0.20 mol/L,浓度比1:1。
选项C
- 混合前浓度:NH₃·H₂O和NH₄Cl均为0.20 mol/L,体积比2:1。
- 混合后浓度:
- NH₃·H₂O:$\frac{0.20 \times 2}{3} \approx 0.133$ mol/L,
- NH₄Cl:$\frac{0.20 \times 1}{3} \approx 0.067$ mol/L。
- 总浓度:0.133 + 0.067 = 0.20 mol/L,浓度比2:1。
选项D
- 混合前浓度:NH₃·H₂O为0.20 mol/L,NH₄Cl为0.10 mol/L。
- 等体积混合后:
- NH₃·H₂O:0.10 mol/L,
- NH₄Cl:0.05 mol/L。
- 总浓度:0.10 + 0.05 = 0.15 mol/L,浓度比2:1。
关键结论
- 总浓度最高的是选项B(0.20 mol/L)。
- 浓度比最接近1:1的也是选项B。
- 因此,选项B的缓冲能力最强。