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一位化学家正在泡一杯茶。他们向装有茶包的杯子中添加(准确地说!)300.00 毫升的水,然后让茶浸泡 3 分钟。然后,药剂师从柜台上拿起一个不透明的塑料瓶,并在杯子里加入一茶匙糖。当他们转动瓶子时,化学家认识到他们犯了一个巨大的错误,他们认为含有糖的瓶子实际上含有氢氧化锂(LiOH),当天早些时候他们用它来清洁厨房水槽的排水管。虽然化学家可能很笨拙,但他们非常擅长通过肉眼估计质量,他们估计错误添加到茶中的茶匙含有2.99 克 LiOH。所得(不可饮用!)一杯茶的 pH 值是多少,精确到小数点后两位? 假设袋泡茶对 pH 值没有影响。 LiOH的摩尔质量为 23.95 g/mol请记住:pH = -log 10 [H 3 O + (aq)],pOH = -log 10 [OH - (aq)] 且 pH + pOH = 14.00

Question

一位化学家正在泡一杯茶。他们向装有茶包的杯子中添加(准确地说!)300.00 毫升的水,然后让茶浸泡 3 分钟。然后,药剂师从柜台上拿起一个不透明的塑料瓶,并在杯子里加入一茶匙糖。当他们转动瓶子时,化学家认识到他们犯了一个巨大的错误,他们认为含有糖的瓶子实际上含有氢氧化锂(LiOH),当天早些时候他们用它来清洁厨房水槽的排水管。虽然化学家可能很笨拙,但他们非常擅长通过肉眼估计质量,他们估计错误添加到茶中的茶匙含有2.99 克 LiOH。所得(不可饮用!)一杯茶的 pH 值是多少,精确到小数点后两位? 假设袋泡茶对 pH 值没有影响。 LiOH的摩尔质量为 23.95 g/mol请记住:pH = -log 10 [H 3 O + (aq)],pOH = -log 10 [OH - (aq)] 且 pH + pOH = 14.00

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Solution

首先,我们需要计算氢氧化锂的摩尔数。已知氢氧化锂的质量为2.99克,摩尔质量为23.95克/摩尔,所以摩尔数为2.99克 ÷ 23.95克/摩尔 = 0.125摩尔。

然后,我们需要计算氢氧化锂在茶中的浓度。已知茶的体积为300.00毫升,转换为升为0.3升。所以氢氧化锂的浓度为0.125摩尔 ÷ 0.3升 = 0.417摩尔/升。

由于氢氧化锂是强碱,所以它完全离解为Li+和OH-。因此,OH-的浓度也为0.417摩尔/升。

接下来,我们需要计算pOH。根据公式pOH = -log10 [OH-],所以pOH = -log10 (0.417) = -(-0.38) = 0.38。

最后,我们需要计算pH。根据公式pH + pOH = 14.00,所以pH = 14.00 - pOH = 14.00 - 0.38 = 13.62。

所以,这杯茶的pH值为13.62。

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