Question

3．已知25℃时，a mol/L（NH₄）₂SO₄溶液的pH=5，存在着平衡NH₄⁺+H₂O?NH₃•H₂O+H⁺，则该平衡常数表达式为$\frac{1{0}^{-5}×（1{0}^{-5}-1{0}^{-9}）}{2a+1{0}^{-9}-1{0}^{-5}}$（用含a的较为精确的数学表达式表示，不必化简，不做近似计算）．

Answer 1

分析 根据Kw计算溶液中c（OH^-），根据电荷守恒计算溶液中c（NH₄⁺），根据物料守恒计算溶液中c（NH₃•H₂O），代入平衡常数表达式计算．

解答 解：室温下，在a mol•L^-1的（NH₄）₂SO₄水溶液中pH=5，溶液中c（H⁺）=10^-5mol/L，故溶液中c（OH^-）=10^-9mol/L，根据电荷守恒有：c（NH₄⁺）+c（H⁺）=c（OH^-）+2c（SO₄^2-），即c（NH₄⁺）+10^-5mol/L=10^-9mol/L+2amol/L，则c（NH₄⁺）=（2a+10^-9-10^-5）mol/L，根据物料守恒计算溶液中c（NH₃•H₂O）=2amol/L-（2a+10^-9-10^-5）mol/L=（10^-5-10^-9）mol/L，故NH₄⁺+H₂O?NH₃•H₂O+H⁺的平衡常数的表达式为$\frac{1{0}^{-5}×（1{0}^{-5}-1{0}^{-9}）}{2a+1{0}^{-9}-1{0}^{-5}}$，
故答案为：$\frac{1{0}^{-5}×（1{0}^{-5}-1{0}^{-9}）}{2a+1{0}^{-9}-1{0}^{-5}}$．

点评 本题考查了盐类水解、弱电解质电离平衡、电解质溶液中电荷守恒、物料守恒的分析应用，掌握基础是关键，题目难度中等．