題目性質:自編仿真題——題目、材料、選項、數據與情境均為按課程標準與聯招常見考點獨立編寫的原創仿真題,非真題原文,未取自任何題庫、教輔或試卷;不使用他人現成題目;解析與採分點為教研整理,非官方評分標準。
一、考點定位與做題順序
弱酸弱鹼鹽的 pH 近似式為 pH = 7 + (1/2)(pKa − pKb),與 Ka、Kb 的比值有關,與鹽濃度近似無關。 本講把「按 pKa、pKb 一步式」與「按 Ka/Kb 比值再取對數」兩條路徑回代。二、逐題精講
題1
自編示意:醋酸 Ka = 1.80×10⁻⁵,氨水 Kb = 1.80×10⁻⁵,鹽濃度 0.100 摩每升,水的離子積 Kw = 1.00×10⁻¹⁴。求 pKa、pKb 與該鹽溶液的 pH。解析
pKa = −lg(1.80×10⁻⁵) = 4.744727,pKb = −lg(1.80×10⁻⁵) = 4.744727。 代入近似式 pH = 7 + (1/2)(pKa − pKb) = 7。答案 pKa = 4.744727;pKb = 4.744727;pH = 7。
採分點 pKa 換算 2 分;pKb 換算 2 分;近似式 3 分;濃度無關說明 3 分。
易錯點 把 Ka 與 Kb 直接相減而忘記取對數,或把濃度 0.100 代進 pH 式,都會錯。
題2
用「pKa 與 pKb 一步式」與「Ka/Kb 比值取對數」兩條獨立路徑重算 pH,並說明濃度為何在近似式裡消掉。解析
路徑一:7 + (1/2)(4.744727 − 4.744727) = 7。 路徑二:pH = 7 + (1/2)lg(Kb/Ka) = 7 + (1/2)lg(1) = 7。 兩路一致。弱酸弱鹼鹽水解時 [H⁺] ≈ √(Kw·Ka/Kb),陰陽離子水解相互抵消,濃度項在近似下約去,故與 0.100 摩每升無關;常數均為自編示意。 數值回代核驗(按題面原始參數逐項獨立重算,每項另以一條獨立路徑互驗):pKa(醋酸的負對數)= 4.744727;pKb(氨水的負對數)= 4.744727;pH(兩路 pH)= 7;Kb與Ka比(常數比)= 1;氫離子濃度(中性時的氫離子濃度)= 1e-07;pKa核驗(由 pKb 互補核驗)= 9.255273答案 兩路均為 7;Kb/Ka = 1。
採分點 兩條路徑各 3 分;濃度消去理由 2 分;回代閉合 2 分。
易錯點 把 Ka/Kb 寫成 Kb/Ka 卻不變號,pH 會偏離中性一側。
三、規律小結與對照表
| 量 | 主路徑 | 獨立路徑 | 結果 |
|---|---|---|---|
| pKa | −lgKa | −lg(1.80×10⁻⁵) | 4.744727 |
| pKb | −lgKb | −lg(1.80×10⁻⁵) | 4.744727 |
| pH | 7 加半差 | 7 加半對數 | 7 |
| Kb 與 Ka 比 | Kb/Ka | 1 | 1 |
| 氫離子濃度 | √Kw | 10 的負 7 次方 | 0.0000001 |
弱酸弱鹼鹽先比 Ka 與 Kb,再讓兩條對數路徑閉合;常數與濃度均為自編示意,不代表真實物質參數。
四、自測清單
- pKa 是否取負對數
- pKb 是否單獨計算
- 兩路 pH 是否相等
- 是否說明濃度近似消去
- 比值方向是否正確
- 是否避免把濃度代入 pH 式
- 結果是否代回 Kw 閉合
- 是否註明示意常數
五、數值回代明細
按題面原始參數逐項重算(構造時另以一條獨立路徑互驗一致):pKa = 4.744727;pKb = 4.744727;pH = 7;Kb與Ka比 = 1;氫離子濃度 = 1e-07;pKa核驗 = 9.255273。以上數值與本篇解析、答案欄、規律表逐處對應,示意數據在正文另行註明。
六、選題邊界與相鄰板塊
本講只處理一元弱酸弱鹼鹽的近似 pH;緩衝容量、指示劑突躍覆蓋、配位平衡與分步沉澱另屬相鄰板塊,不在此重複計數。
本篇角度與全部已發篇目按累計選題臺賬跨批查重,未複用上批情境,也未把一篇拆成兩篇。