混合液电离平衡常数的计算.doc
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混和液电离平衡常数的求算方法
1、在25℃下,将0.2mol/L的氨水与0.2mol/L的硝酸等体积混合,反应后溶液的PH=5,求该温度下氨水的电离平衡常数。
氨水的电离平衡常数K=[(NH4+)×(OH-)]/(NH3·H2O)两者混合后,恰好反应,生成的硝酸铵的浓度由于等体积混合而为0.1mol/L。
其PH=5
溶液中存在如下关系:
NH4++H2O=NH3·H2O+H+
也就是说,溶液中的H+由NH4+水解生成。
那么,溶液中NH3·H2O的浓度也就是H+的浓度。
为10^-5mol/L
K=[(0.1)*(10^-9)]/(10^-5)==1.0*10^-5
2、在25℃下,将amol·L-1的氨水与0.01mol·L-1的盐酸等体积混合,反应平衡时溶液中c(NH4*)=c(Cl-)。
则溶液显_____________性(填“酸”“碱”或“中”);用含a的代数式表示NH3·H2O的电离常数Kb=__________。
解析:
根据电荷守恒:
c(NH4*)+c(H*)=c(Cl-)+c(OH-),由c(NH4*)=c(Cl-),可知c(H*)=c(OH-),则溶液呈中性。
由物料守恒:
溶液中含氮的微粒为NH3.H2O和NH4*,全部来源于氨水,而等体积混合,体积加倍,浓度减半,因此,c(NH4*)+c(NH3.H2O)=a/2mol/L,则c(NH3.H2O)=a/2mol/L-c(NH4*)=a/2mol/L-c(Cl-)=(a/2-0.01)/mol/L,所以Kb=(0.01*10-7)/(a/2-0.01/2)mol/L=10-9/(a-0.01) mol/L。
3、NO2可用氨水吸收生成NH4NO3。
25℃时,将amolNH4NO3溶于水,溶液显酸性,原因是_____(用离子方程式表示)。
向该溶液滴加bL氨水后溶液呈中性,则滴加氨水的过程中的水的电离平衡将______(填”正向”“不”或“逆向”)移动,所滴加氨水的浓度为_______mol·L-1。
(NH3·H2O的电离平衡常数取Kb=2×10-5mol·L-1)
解析:
混合溶液为NH3.H2O和NH4NO3的混合物。
设所加氨水中NH3·H2O的物质的量为xmol,
混合后溶液的体积为VL,由电荷守恒可知:
c(NH4*)+c(H*)=c(NO3-)+c(OH-),由物料守恒:
c(NH4*)+c(NH3.H2O)=(x+a)/Vmol·L-1,因为溶液呈中性,所以c(NH4*)=c(NO3-)=a/Vmol·L-1,c(NH3.H2O)=(x+a)/Vmol·L-1-c(NH4*)=(x+a)/Vmol·L-1-a/Vmol·L-1=x/Vmol·L-1,
根据Kb=(a*10-7/V)/(x/V)/mol/L=2×10-5mol·L-1。
所以x=a/200mol·L-1.
4、常温下,0.1mol/L的HCOONa溶液的PH=10,求HCOOH的Ka。
解析:
电荷守恒:
c(Na*)+c(H*)=c(HCOO-)+c(OH-),因此c(HCOO-)=c(Na*)+c(H*)-c(OH-)=(0.1+10-10-10-4)mol/L=0.1mol/L;物料守恒:
c(HCOO-)+c(HCOOH)=c(Na*),所以c(HCOOH)=c(Na*)-c(HCOO-)=c(Na*)-(c(Na*)+c(H*)-c(OH-))=c(OH-)-c(H*)=(10-4-10-10)mol·L-1=10-4mol·L-1,所以Ka=(c(H*)*c(HCOO-))/c(HCOOH)=(10-10*0.1)/10-4mol·L-1=10-7mol·L-1.
5、室温下,amol·L-1的(NH4)2SO4水溶液的PH=5,存在的平衡有:
NH4*+H2O=NH3.H2O+H*,则该平衡常熟的表达式为:
(用含a较为准确的数学表达式,不必化简,近似计算)
在中学硫酸根是不水解的!
因此[SO42-]=amol/L
根据电荷守恒:
[NH4+]+[H+]=[SO42-]×2+[OH-]
[NH4+]=[SO42-]×2+[OH-]-[H+]=(a×2+10^-9-10^-5)mol/L=(2a+10^-9-10^-5)mol/L根据物料守恒:
2amol/L=[NH4+]+[NH3·H2O]
[NH3·H2O]=2a-(2a+10^-9-10^-5)=(10^-5+10^-9)
Kh(NH4+)=[NH3·H2O]×[H+]/[NH4+]
=(10^-5+10^-9)×10^-5/(2a+10^-9-10^-5)
6、NO2可用氨水吸收生成NH4NO3.25℃时,将a mol NH4NO3溶于水,溶液显酸性,原因是NH4++H2O⇌NH3•H2O+H+NH4++H2O⇌NH3•H2O+H+
(用离子方程式表示).向该溶液滴加b L 氨水后溶液呈中性,则滴加氨水的过程中水的电离平衡将逆向逆向(填“正向”“不”或“逆向”)移动,所滴加氨水的浓度为
(NH3•H2O的电离平衡常数取Kb=2×10-5 mol•L-1)
NH4NO3溶液由于NH4+水解溶液显酸性,滴加氨水后溶液由酸性变为中性,水的电离平衡向逆反应方向移动。
Kb=,而c(OH-)=10-7mol/L,则c(NH4+)=200c(NH3·H2O),故n(NH4+)=200n(NH3·H2O),根据电荷守恒,n(NH4+)=n(NO3-),则溶液中n(NH4+)+n(NH3·H2O)=a+,根据物料守恒,滴加氨水的浓度为(a+-a)mol÷bL=mol/L。
设混合后溶液的体积为VL,氨水中NH3·H2O的物质的量为xmol,混合后溶液呈中性,则
NH3·H2O电离程度和NH4*的水解程度相等,即c(NH3·H2O)=c(NH4*),
所以根据Kb=(a*10-7/V)/(x/V)/mol/L=2×10-5mol·L-1,可以求出x=a/200mol,
C=a/(200b)mol.
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