Question

在20.00ml 0.1mol/lhcl溶液中加入20.02ml 0.1mol/lnaoh溶液后，计算溶液的PH值

Answer 1

问：在20.00ml 0.1mol/lhcl溶液中加入20.02ml 0.1mol/lnaoh溶液后，计算溶液的PH值

问：把解题过程图片发给我一下

答：亲您好，在这个问题中，我们需要使用酸碱反应的化学知识来计算PH值。酸碱反应中，HCl和NaOH是一种强酸和强碱，它们反应产生水和盐（NaCl）。首先，我们需要计算反应中HCl和NaOH的化学计量数目。由于它们的浓度相等，因此它们的摩尔数相等，可以用下面的方程式来表示反应：HCl + NaOH → NaCl + H2O摩尔数：n(HCl) = 0.1 mol/L × 20.00 mL / 1000 mL = 0.002 moln(NaOH) = 0.1 mol/L × 20.02 mL / 1000 mL = 0.002002 mol

答：由于反应是一比一的，因此HCl是反应的限制因素，消耗完后，剩余的NaOH将不再参与反应。因此，反应后剩余的NaOH的摩尔数为：n(NaOH,excess) = n(NaOH) - n(HCl) = 0.002002 mol - 0.002 mol = 0.000002 mol接下来，我们需要计算盐和水的摩尔数。由于盐和水的摩尔数相等，每种都是反应摩尔数的一半：n(NaCl) = n(H2O) = n(HCl)/2 = 0.002 mol/2 = 0.001 mol然后，我们可以计算盐和水的质量，用质量浓度计算PH值。NaCl的质量：m(NaCl) = n(NaCl) × M(NaCl) = 0.001 mol × 58.44 g/mol = 0.05844 gH2O的质量：m(H2O) = n(H2O) × M(H2O) = 0.001 mol × 18.02 g/mol = 0.01802 g总质量：m(total) = m(NaCl) + m(H2O) = 0.05844 g + 0.01802 g = 0.07646 g

答：现在，我们可以计算溶液的质量浓度：C = (m / V) × (1 / M)其中，m是溶质的质量，V是溶液的体积，M是溶质的摩尔质量。对于盐和水的混合物，M的平均值为18.02 g/mol。因此，我们得到：C = (0.07646 g / 40.02 mL) × (1 / 18.02 g/mol) = 0.106 M最后，我们可以使用酸碱反应的定义来计算PH值。在这个反应中，HCl和NaOH完全中和，产生的盐是中性的，不会影响PH值。因此，我们可以忽略盐的贡献。水是中性的，pH值为7。由于HCl是一种强酸，它的反应可以看作是完全的，也就是说，HCl全部转化为H+离子和Cl-离子。因此，H+离子的浓度等于加入的HCl的浓度，即0.1 mol/L。而NaOH的反应产生OH-离子和Na+离子，但由于NaOH的摩尔数略多于HCl，因此反应后会有一些剩余的OH-离子。我们可以使用下面的方程式来计算OH-离子的浓度：NaOH + H2O → Na+ + OH- + H2O

答：OH-离子的摩尔数为：n(OH-) = n(NaOH,excess) / V(total) = 0.000002 mol / 40.02 mL = 0.00005 mol/L因为NaOH的浓度等于0.1 mol/L，所以OH-离子的浓度为0.1 - 0.00005 = 0.09995 mol/L。现在我们可以使用pH的定义来计算它：pH = -log[H+][H+] = 0.1 mol/LpH = -log(0.1) = 1因此，加入20.02 mL 0.1 mol/L NaOH溶液后的溶液的pH值为1。这是一种非常酸性的溶液。需要注意的是，这个计算结果假设了溶液中只有HCl和NaOH这两种物质参与反应，并且反应是完全的。如果还有其他物质存在，或者反应不完全，那么计算结果会有所不同。