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Science Junior High

(5)の②と(8)がわかりません。 解いていく過程を詳しく教えてください。

15 酸とアルカリの反応 酸性の水溶液にアルカリ性の水溶液を加える以下の実験1,2を行った。 【実験】 ビーカーに塩酸30ml を入れ、そこに緑色のBTB 液を加えたところ BTB 液が黄色に変化した。さら に、水溶液に水酸化ナトリウム水溶液を加えていき、色の変化を表に記録した。 表 加えた水酸化ナトリウム水溶液の量と色の変化 加えた水酸化ナトリウム 5 10 15 20 25 30 水溶液 [ml] 水溶液の色 黄 黄 緑 青 青 青 【実験2】 ビーカーに硫酸20ml 入れ, そこに水酸化バリウム水溶液を加えると白い沈殿が生じた。 水酸化バ リウム水溶液を20mL加えるまでは沈殿が生じたが,それ以上加えても沈殿は生じなかった。 また。 硫酸20mL中のイオンの総数は, 実験1で用いた塩酸 30ml 中のイオンの総数と同じであること が分かった。 (1) 塩酸と水酸化ナトリウム水溶液の電離を化学反応式で表しなさ い。 (2) 実験1で塩酸に水酸化ナトリウム水溶液を加えたときの反応と 実験2で硫酸に水酸化バリウム水溶液を加えたときの反応を 化学反応式で表しなさい。 (3) 実験1で塩酸 30mLに水酸化ナトリウム水溶液を加えて いったときの水酸化物イオンの数の変化をグラフで表しな さい。 ただし, 塩酸 30mLに含まれていたイオンの総数を Aとする。 水酸化物イオンの数 2A 15 30 加えた水酸化ナトリウム水溶液(mL) 実験で用いた塩酸20mLに水酸化ナトリウム水溶液を30mL入れたところ水溶液の色 が緑色にならなかった。 水溶液を緑色にするためには塩酸と水酸化ナトリウム水溶液のどちら を何mL加えればよいか。 (5) 実験1で用いた水溶液の濃度を変えて A~Dの水溶液を用意し, 実験1と同じ操作を行った。 このとき、水溶液が緑色になる水溶液の体積 X と Y を求めなさい。 ① A: 実験で用いた塩酸 XmL B: 実験で用いた 1/2の濃度の水酸化ナトリウム水溶液20mL 2 C:実験で用いた 1/2の濃度の塩酸 40mL D : 実験で用いた2倍の濃度の水酸化ナトリウム水溶液 YL (6) 実験2で水酸化バリウム水溶液を加えても沈殿が生じなくなったのはなぜか。ただし,「バリ ウムイオン」, 「硫酸イオン」という語を用いること。 (7) 硫酸と水酸化バリウムの電離を化学反応式で表しなさい。 (8)実験2で用いた硫酸20mLに実験1で用いた水酸化ナトリウム水溶液を加えたとき,何mL で中性になるか。

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Chemistry Senior High

水和がしにくいということではないですか?

B 電解質の溶解のしくみ イオン結晶の溶解 イオン 結晶は静電気的な力でイオンが結 合してできた物質であり,一般に 水に溶けやすい。 たとえば,塩化 NaCl 結晶 水和したCI H2O 水和したNa* ナトリウム NaCl の結晶を水に溶 ▲図2 イオン結晶の溶解 かすと, ナトリウムイオン Na+と塩化物イオン CF に分かれる。 電解質 水溶液では、水分子が極性をもつため、イオンとの間に静電気的な引力 き イオンは水分子に囲まれて、他のイオンと離れた状態で存在する。 現象を水和といい, 水和したイオンを水和イオンという。 イオン結晶で hydration hydrated ion 硫酸バリウム BaSO」, 炭酸カルシウム CaCO3 などのようにイオン結 強さが大きい結晶は, 水和してイオンに分かれにくく、水に溶けにくい。 ま イオンは,ベンゼン CH6 やヘキサン CH14 などの無極性の溶媒分子と つきにくいため, イオン結晶はこれらの無極性分子の溶媒には溶けにく ■塩化水素の溶解 塩化水素 HCI は分子であるが, 極性が強く, 水 共有結合が切れて,次式のように電離して, 水によく溶ける。 このと CIが水分子に囲まれて水和イオンとなる。 HCl + H2O → H3O+ + CI 参考 塩化ナトリウムが水に溶解するようす。 「分子動力学」 というシミュレーションに基づき, NaCl の結晶の溶解の過程 を推測できる。 NaClを水に入れた瞬間 1.6 x 10-12 秒後 -N C 7 5.6 x 10-12 秒後 が水和しているよ 図はシミュレーションした結果を画像化したもので, イオンの水和と溶解 さが示されている。 はじめに, CI が水和し、 次に Na がわかる。 このように観測することが難しい現象などを すことで,視覚的にとらえ, 分析することができる。 シミュレーション

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Chemistry Senior High

水酸化ナトリウムの濃度の問題についてです。 もともと水が10^-7mol/L電離していてそこに10^-6mol/LのOH-が追加されるのですが、水の水酸化物イオンのモル濃度と追加された水酸化イオンのモル濃度が近い値だと思ったので、近似を使わないと思ったのですが、どうして解答... Read More

**第25問 次の文章を読み、 問い (問1~6) に答えよ。 【16分】(配点18) DHは、水素イオンのモル濃度[H]の逆数の常用対数として、(1)式で定義され る。 pH = logo [H+] ...(1) 水または水溶液中では, H2O はわずかに電離しているため, H+とOHが存在 する。 H2O このとき, H+ H+ + OH ... (2) OH-の濃度の積には以下の関係が成り立つ。 [H+] x [OH-] = Kw ...(3) Kw を水のイオン積といい 温度が一定なら一定の値を示す。 例えば, 25℃にお いて,Kw の値は, 1.0×10^(mol/L) 2 である。 25℃において 1.0 × 10mol/Lの水酸化ナトリウム水溶液がある。この水溶液 を100倍にうすめたときのpHを求めるため,A君は以下のような解法を化学の 先生に示した。 本の電離によって生じたHとOH の濃度変化を考慮していないためである。 うすめた後の水溶液において、水の電離で生じたHとOHの濃度をそれぞれx [mol/L] とすると, (3) 式より, x x ( 1.0 × 10 + x) = 1.0 × 10 ∴x= 2 [mol/L したがって, H+ OH-の濃度はそれぞれ以下のようになる。 [H+]=> 2 mol/L [OH] = 1.0 × 10° + 2 = 3 mol/L よって、水溶液のpHはおよそ | 4 になる。 一方、25℃において, 1.0×10mol/Lの塩酸を10倍にうすめた場合も上記 と同様のことがいえる。水の電離を無視した場合は,うすめた後のH+の濃度は 1.0 × 10mol/L,よってpHは9となるが、酸の水溶液をうすめたのだから, という点でそれが誤りだとわかる。 うすめた後の水溶液中で . pHの値が 5 水の電離で生じたH+ OH-の濃度をそれぞれy[mol/L] とすると,(3)式より, (1.0 × 10° + y) x y = 1.0 × 10M ∴y = | 6 |mol/L 水酸化ナトリウム水溶液の濃度より [OH'] = 1.0 × 10mol/Lである。 また, (3) 式より [H+] = 1.0 × 10mol/Lであるから, pHは10である。こ 1 の水溶液を100倍にうすめると, H+の濃度は- 一倍になる。 したがって, 100 [H+] = 1.0 × 10-12 mol/Lになる。 したがって, [H+] = 1.0 × 10° + よって、水溶液のpHはおよそ 6 7 mol/L 8 になる。 問1 1 に当てはまる記述として最も適当なものを,次の①~④のうちか ら一つ選べ。 よって、水溶液のpHは,pH = logo (1.0×102)=12になる。 ① 7よりも大きい これに対して, 先生から以下のような説明を受けた。 ② 整数値である ③ 増加した ④ 2変化した 水溶液をうすめたにもかかわらず,pHの値が 1 という点でその解法が 誤りだとわかる。 pHを考える際, 通常の濃度の酸の水溶液の場合は, 水の電離 によって生じるH+を無視してもよい。 しかし, 濃度が極めてうすい酸の水溶液 や、塩基の水溶液の場合は、水の電離によって生じる H+を無視できない。 例えば, 25℃において1.0 × 10mol/Lの水酸化ナトリウム水溶液の場合, OH-の濃度は 1.0 x 10mol/L, H+の濃度は1.0×10mol/Lである。 この水溶液を100倍に うすめたとき OHの濃度が1.0 × 10mol/L, H+の濃度が1.0×10 2 mol/Lに なるとすると,これらの濃度の積は1.0×10 (mol/L) にならない。これは, 2 . 3 に当てはまる数値として最も適当なものを,次の①~⑧ 問2 のうちから一つずつ選べ。 ただし, 同じものをくり返し選んでもよい。 ①1 x 10~6 21 x 107 1 × 10-8 4 1 x 10-9 ⑤ 1 x 10~10 ⑥ 1 x 10' ⑦1 x 10~12 ⑧ 1 x 10~13

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Chemistry Senior High

1枚目の問題では、塩酸の水素イオンを考えないで平衡時のモル濃度の変化を考えていたのですが、2枚目の問題では1段目の反応の水素イオンも2段目のところで合わせて考えています。この違いはなんですか?あと塩酸の水素イオン濃度を考えないのはどうしてなんでしょうか?

総 合 | 問 題 1.00 348.硫酸の中和エンタルピー 硫酸は2価の酸であり, 希硫酸中では,硫酸の一段階目の電離反応 ①はほぼ完 全に進行する。 0.89 0.80 0.60 H2SO4 → H++HSO4…① (0.40- 率 一方,二段階目の硫酸水素イオン HSO4の電離反 応②は完全には進行しない。 0.20 0.00 - + HSO4-1 H++SO4²-... ② [U-HA HSO4- SO42 0 20 40 60 -YVNaOH [mL] 80 ☆ビーカーに 0.080mol/Lの希硫酸を40mL入れ,ゆっくりかき混ぜ、水溶液の温度を 測定しながらビュレットから0.080mol/Lの水酸化ナトリウム水溶液を加えていった。 このときの混合液中の硫酸水素イオン HSO4と硫酸イオン SO4の存在比率を図に示 す。 ☆合 実験の結果, 温度はVNaOH=40mL で0.54℃, VNaOH=80mLでは0.76℃上昇した。 た だし,水溶液1mLの温度を1℃上昇させるには溶液の組成によらず 4.2J の熱量が必 要で,熱の出入りは,次の熱化学方程式で示す Q1 Q2 によるものだけとする。 H+aq+OH-aq → H2O (液) HSO-aq → H+aq+SO-aq AH=-Q[kJ] ▲H2=-Q2[kJ] ...3 …④ (1) VNaOH=0mLでの水素イオン濃度 [mol/L] を 有効数字2桁で求めよ。 (2)QQ 有効数字2桁で求めよ。 349. 海水の濃縮図に示すように、陰イオン 換膜 350. 実用! とができ 放電容量 正極活物 Li-xCo 極では, 正木 実用 つくら Li₁- ① まう。 2500g まで (1) m010 3(2) (3) (4) 行 (21 京都大 )

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Chemistry Senior High

1枚目の右側の実験の状況が3枚目の1番上の図になっているんですけどどうしてそうなるかよく分からなくて問6と問8の問題が分からないので教えて欲しいです🙇🏻‍♀️

NI 次の文章を読み、後の各問いに答えよ。 温度はすべ 水に対する塩素 Cl の溶解度は, 25℃, 1.013 × 10 Pa で 0.090 mol/Lであり、水に けた Cl は一部が水と反応して塩化水素 HCI と次亜塩素酸 HCIO を生じる (①式)。 6.09mal ル Cl + H2O HCI + HCIQ ... D 0.5mol 0.03 marz 0.03 mol/L HCI は強酸であり水溶液中で完全に電離する。 一方, 弱酸である HCIO は水溶液中で その一部が電離して水素イオンH+と次亜塩素酸イオン CIO を生じ, ②式のような平衡 状態となる。 25℃におけるHCIOの電離定数 K を③式に示す。 次に, 0.090mol/Lの塩素水 20mLに、0.10mol/Lの水酸化ナトリウムNaOH水溶液 を滴下したところ,図1のように二段階からなる滴定曲線が得られた。ただし,V[mL) は水酸化ナトリウム水溶液の体積を表している。 PH↑ 0.03 HCIOH+ CIO- K=[H+][C10] [HCIO] ......② 3.0×10mol/L ...... ③ 0.090 mol/Lの塩素水では, 0.060mol/LのCl 分子は分子の形のままで溶解し、残りの 0.030mol/LのCl 分子はHCI と HCIO に変化する。 HCI から放出されたH+により、 HCIO の電離は大きく抑えられるので、塩素水中のH+はHCI の電離によるもののみを考 えればよい。 よって, 0.090mol/Lの塩素水のH+のモル濃度は, [H+]= mol/L [CIO] となる。 また, ③式より, 0.090mol/Lの塩素水では キ [HCIO] と求まり, 塩素 水中ではHCIO はほとんど電離していないことがわかる。 10+10 -6 CD2H2O 2 Hol + Hclo 0.09 -003 0.06 3.0×10 36×10^ 8 0.03 70.03 7003 0.03 0.03. [C20] [HCRO] V 1.5V 2V 水酸化ナトリウム水溶液の滴下量 〔mL) 図1 塩素水の滴定曲線 滴定曲線が図1のようなグラフになったことを,次のように考察した。 《考察》 (i) NaOH は, HCI および HCIO と中和反応する。 () 中和反応で酸が消費されると、 ①式の反応が右に進み、酸が新たに生じる。 () 塩素水の中和が完了すると、 分子の形のままで溶けていた Cl2 も ①式の反応を通じ 塩化ナトリウムNaCl と次亜塩素酸ナトリウム NaClO だけが てすべて消費され 溶けている水溶液になる。 図1の滴定曲線で, 中和が完了したのは滴下量2V 〔mL] のところである (iv) 中和反応が進行中の段階で、水溶液中に HCI が存在するときは、その電離によっ て生じたH+によってHCIO の電離が抑えられる。 そこで、 ①式の反応で新たに生じ るものも含めてHCI がすべて中和されてなくなった後, HCIO が NaOH により中和 されていく。 このため二段階からなる滴定曲線になる。

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