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適当な塩化ナトリウムの質量を選び,中和に要する塩酸の体積を求め,一致する直線を選択肢から選ぶ。ここでは,数値の読み取りやすい0.3gの塩化ナトリウムで解説。

 塩化ナトリウムNaClの式量は,23+35.5=58.5。よって,0.3gの物質量〔mol〕は,0.3g÷58.5g/mol=0.0051mol≒0.005mol。与えられた式より,反応する塩化ナトリウムNaClと発生するHClの物質量が等しいので,ここで発生する塩化水素HClも0.005mol。

 中和反応における量的関係は,

「酸から生じるH+の物質量〔mol〕
=塩基から生じるOH-の物質量〔mol〕」

で表すことが出来る。この関係は,酸や塩基が2種類以上ある場合でも,その総量で考えれば成り立つ。この問題では酸が2回に分けて加えられているので,左辺はそれぞれから生じるH+の物質量〔mol〕の和になる。

 酸から生じるH+の物質量〔mol〕は,

「酸の価数×酸の物質量〔mol〕」

で求めることが出来る。また,水溶液の場合は,「モル濃度〔mol/L〕×水溶液の体積〔L〕=酸の物質量〔mol〕」となることから,

「酸の価数×モル濃度〔mol/L〕×水溶液の体積〔L〕」

で求めることもできる。塩基から生じるOH-の物質量〔mol〕も同様。ここで,中和に要する塩酸の体積をv〔mL〕とおくと,次の式が成り立つ。

 1×0.005mol + 1×1.0mol/L×v×10-3L 
= 1×2.0mol/L×0.01L
   v = 15mL

塩化ナトリウムの質量が0.3gのとき,中和に要する塩酸の体積が15mLなのは⑤のグラフ🙇

まあさん

理解できました!!ありがとうございます!

🍇こつぶ🐡

良かったです🙇

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回答

実際に解いてみましたが、グラフが全ておかしいです。その理由は実際に解説していく中で説明します。
塩化ナトリウムの質量をx[g]、中和に要する塩酸の体積をy[mL]してy=ax+bのような1次関数の関係式を導きます。
xgの塩化ナトリウムの物質量はx/58.5[mol]
与えられた反応式の係数から、塩化ナトリウムがx/58.5molある時、発生する塩化水素の物質量はx/58.5[mol]となります。
今回塩化水素を水酸化ナトリウムで中和した後、さらに硫酸で中和を行います。
(酸の出したH+の総物質量)=(塩基の出したOH-の総物質量)から
x/58.5+1.0*(y/1000)*2=2.0*(10/1000)
となります。
(x/58.5がHCl、1.0*(y/1000)*2がH2SO4、2.0*(10/1000)がNaOHとなります)
これをyについて解いて
y=-(1000x/117)+10…①
(この1次関数は切片が10です。しかし、問題の①~⑥は全て切片が20なので、この時点で全てグラフがおかしいです)
よくある間違いとして硫酸の×2を抜いてみると、切片が20となり、⑤が適するように一応なりますが、そもそも間違いです。

切片が10ということは当然ですが、x=0の時です。x=0というと塩化ナトリウムが無い、つまり塩化水素が一切発生しないことになります。
ということはこの場合、NaOHとH2SO4の単なる中和反応になるので
1.0*(y/1000)*2=2.0*(10/1000)
からy=10[mL]となります。
つまりx=0のときy=10にならないといけません。
結論としては答えはこの選択肢の中には無いということになります。

terry0828

すいません。あとから加える酸は塩酸でした。なので正しい式は
x/58.5+1.0*(y/1000)=2.0*(10/1000)から
y=-(1000x/58.5)+20 となります。
なのであとは具体的なxの値を代入して正しいグラフを求めます。
x=0.1辺りはグラフが詰まっていて分かりずらいので、x=0.5を代入するとy≒11.4となり、⑤が正しいと分かります。
問題をよく読まないアホでした。
間違いをしてしまい申し訳ありませんでした。

まあさん

ありがとうございます!
わかりました!

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