化学
高校生
解決済み
ちょっと難易度高いんですけどわかる方いれば教えてください
次の亜鉛および銅に関する文を読み下記の問いに答えよ。ただし, 温度は27 ℃, 大
気圧は1013 hPa, 27 ℃ における水の蒸気圧は361hPa, 原子量はH=1.0, Cu=64,
Zn=65, 気体定数は R=8.3 Pa.m'/mol-K) とし, 気体はすべて理想気体として取
り扱うこと。
12
亜鉛 0.21 g を希硫酸に入れると, 気体を発生して完全に溶解した(溶液 A )。このと
き発生した気体は, (b水上置換によってすべて捕集した。 一方, (c銅0.20 g を濃硝酸に
入れると,気体を発生して完全に溶解した(溶液 B)。 A, Bそれぞれの溶液に水を加え
て1Lとし,また PHを1.0にした後, の硫化水素を通じると, (@溶容液Bでは硫化銅(Ⅱ)
の沈殿を生じたが, (o溶液Aでは沈殿を生じなかった。このとき硫流化水素のモル濃度は
0.10 mol/L であるとする。 ただし, 硫化水素は水溶液中でその一部が電離し, 次の平衡
状態にある。
H,S = 2H+ + S?-
電離定数Kは,
[H*]{s?-]
=1.2×10-21 (mol/L)?
K=
[HS]
である。
(1) 下線部(a) について, 発生した気体は何gか求めよ。
(2) 下線部 (b) について, 捕集した気体の体積は何Lか。
(3) 下線部 (c) の反応を化学反応式で示せ。
(4) 下線部(d) について, 硫化水素を水に通じたとき (硫化水素が飽和濃度のとき), 溶液
に溶けている硫化物イオンのモル濃度を求めよ。
(5) 下線部(e) について, この溶液に溶けている銅(II) イオンのモル濃度を求めよ。ただ
し,硫化銅(I)の溶解度積は Kocus3 [Cu?+IS?-]=6.3×10-36 (mol/L)? とする。
(6) 下線部(1) について, 沈殿が生じなかった理由を説明せよ。 また, 硫化亜鉛の沈殿を
生じさせるにはどうしたらよいか, 具体的な方法を述べよ。 ただし, 硫化亜鉛の溶解
度積は Kzns=[Zn?+[S?-]=D2.5×10-2 (mol/L)° とする。
14. 解(1) 6.5×10-3g
(3) Cu + 4HNO3
(4) 1.2×10-20 mol/L
(2) 8.2×10-2 L
Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H:0
(5) 5.3×10-16 mol/L
(6)(理由)[Zn?+][S?-]の値は 3.9×10-23 (mol/L)°で, 溶解度積の 2.5×10-2
(mol/L)?よりも小さいため沈殿を生じなかった。
(沈殿させる方法) 水酸化ナトリウム水溶液などの塩基性の物質を加えて, pH
を大きくして[S?-] を大きくする。
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