回答

基礎事項
まず、pHは、-log[水素イオン濃度] でもとまる。
水素イオン濃度は、酸性の溶液のモル濃度×電離度×価数で求まる。

よって、今回の水素イオン濃度は、0.10×2.0×10^-2×1=2.0×10^-3 
よって、pHは、-log[水素イオン濃度]=-log(2.0×10^-3)
                 =-log2.0+(-log10^-3)
                 =-log2.0+3
                 =3-log2.0   ←3より小さいことがわかる
                 =3-log(10/5.0)
                 =3-(log10-log5.0)
                 =3-1+log5.0
                 =2+log5.0    ←2より大きいことがわかる
                 
以上より、③
もしくは、
 pHは、-log[水素イオン濃度]=-log(2.0×10^-3)
              =-log2.0+(-log10^-3)
              =-log2.0+3 
                 
  log1<log2.0<log10 すなわち、0<log2.0<1
 よって-1<-log2.0<0
     2<-log2.0+3<3

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