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浜松医科大学入試対策講座 演習問題 2 No. 2 (裏) 生物の細胞内では、さまざまな化合物の緩衝作用により,pHが中性付近に保たれている。リン酸二水素塩とリン酸 水素塩の組み合わせもその一例である。以下では、これらのリン酸塩の25℃における電離平衡と緩衝作用について 考えよう。リン酸は水中で次のように3段階で電離する。 HsPOH+ + H2PO4 (1) H2PO4H+ + HPO HPO H+ + PO (3) (2) Ki = 7.5×10mol/L K = 6.2×10mol/L K's = 2.1×10-13mol/L K. K, K はそれぞれ (1) (2) (3) 式の平衡定数である。 また、水のイオン積を K(=1.0×10-14mol/L2 ) とする。 はじめに, 0.10mol/LのNaH2PO4 水溶液の平衡について考える。 この塩は水中で完全に電離する。 生じたH2P O イオンに関しては, (2) 式の平衡の他に次の平衡が存在する。 .(4) H2PO4 + H2O H3PO4 + OH- この平衡において、水のモル濃度 [H2O][mol/L]は一定とみなせるため, (4) 式の平衡定数 Ka は H2PO4 HsPO4, OH-のモル濃度を用いて、 [H3PO4] [OH-1 K₁ = A [H2PO4] と表される。」との値の比較から、この水溶液はウ性を示すことがわかる。 次に, 0.10mol/LのNa2HPO 水溶液の平衡について考える。 この塩も水中で完全に電離する。 ここで生じたHP 042 イオンに関しても、 (3) 式の平衡の他に次の平衡が存在する。 HPO42 + H2O HPO + OH- (5)式の平衡定数は, K5 = [H2PO4][OH-] [HPO2] B と表される。面との値の比較から,この水溶液はエ性を示すことがわかる。 (5) さらに、この NaHPO4 水溶液の水素イオン濃度[H+] [mol/L] を表す式を導いてみよう。 そのために, (2) 式と(3)式 を組み合わせた次の平衡を考える。 2HPO H2PO4 + PO」-. ・(6) (6)式の平衡定数は,次式で表される。 [H2PO4][PO4] K6 = C [HPO42-J2 リン酸一水素塩の濃度が0.10mol/Lの場合, (3) (5) (6) 式のうち, (6) 式の平衡が最も大きく右方向に偏る。 また, (3) 式と (5) 式の平衡定数を比較すると,前段の考察からオ式の平衡定数の方が十分に大きいため、もう一方の 式の平衡は無視できる。 したがって, [H+] を求めるためには,オ式と(6)式の2つの平衡を考慮すればよい。 オ式と(6)式の平衡反応によって消費される HPO4 イオンの濃度を、 それぞれ [mol/L] と [mol/L] とおくと、 HPOPOの各イオンのモル濃度は次のように表される。 H2PO4 [H2PO4] = I [HPO42] = 0.10-x-y [PO-] = II ここでオ式と (6) 式の平衡定数は非常に小さいので, 0.10-x-y≒0.10 と近似できる。 よって, x, y, 平衡 定数を含む2つの関係式から,[H+] [mol/L] は, [H+] = K2Ks+ D と導かれる。 問4 問5 問6 ウオにあてはまる語句または数字を記入せよ。 I II にあてはまる数式を, x, y を用いて記せ。 A~Dにあてはまる数式を K, K, K, Kw を用いて記せ。 7 0.10mol/LのNaH2PO4 水溶液10mL と 0.10mol/LのNa2HPO4 水溶液10mL を混合して緩衝液を調製した。 この緩衝液に関して、次の(i), (ii)の問に答えよ。 ただし、この緩衝液については、(2)式の電離平衡のみを考慮す ればよい。 数値は有効数字2けたで答えよ。 (i) この緩衝液の水素イオン濃度 [mol/L] を求めよ。 この緩衝液に 0.10mol/Lの塩酸をpHが7.0になるまで加えた。加えた塩酸の体積 [mL] を求めよ。 また、この 値を用いて、塩酸の添加による水素イオン濃度の増加量 (AD [H+]) と塩化物イオン濃度の増加量(4[CI-I)の比 A[H+1 A[CI-] を求めよ。 計算過程も含めて、解答欄の枠内で記せ。

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化学 高校生

全部わかんないです😭

120 100 80 100gの水にとける物質の質量 演習問題 ~1年 化学・地学編~ 1. 図は、3種類の物質 A~C について100gの水に溶ける物質の質量と水の温度の関 係を表している。 【兵庫県】 (1)60℃の水150gが入ったピーカーを3つ用意し、物質A~Cをそれぞれ120gずつ 加えたとき、すべて溶けることができる物質はどれか。 記号で答えよ。 (2)40℃の水150gが入ったビーカーを3つ用意し、 物質A~Cを溶け残りがないよう にそれぞれ加えて3種類の飽和水溶液をつくった。 この飽和水溶液を20℃に冷や したとき、出てくる結晶の質量が多い順に物質A~Cを並べよ。 (3) 水150gに、物質Cを180g加えて、よくかき混ぜた。 ① 物質Cをすべて溶かすためにビーカーを十分加熱した。 その後、40℃まで冷やし たとき、結晶が出てきた。 また、この加熱によって水が 10g蒸発していた。このとき 出てきた結晶の量は何gか。 次のア~エの中から、最も適当なものを1つ選べ。 ア 60g イ 84g ウ 90g エ 140g ② ①の40℃に冷やした後の水溶液の質量パーセント濃度として、最も適当なもの を次のア~エの中から選べ。 ア 33% イ 39% ウ 60% エ 64% 2. 銅球と金属球A~Gの密度を求めるために、次の実験を行った。 [実験] 銅球の質量を測定し、 糸で結んだ後、 図1のようにメスシ リンダーに水を50cm²入れて、銅球全体を沈め、体積を 測定した。次に、A~Gについても、それぞれ同様に測定し、 その結果を図2に表した。 ただし、A~Gは、4種類の金属 のいずれかでできた空洞のないものであり、それぞれ純 粋な物質とする。 また、 質量や体積は20℃で測定するこ ととし、糸の体積は考えないものとする。 (1) 18gの銅球を用いたとき、 実験後のメスシリンダーは図3のよ うになった。 銅の密度を求めよ。 (2) 4種類の金属のうち、1つは密度7.9g/cm3の鉄である。 A~ Gのうち、鉄でできた金属球として適切なものをすべて選べ。 (3) 図4は、 図2に2本の直線 lm を引き、 I ~ⅣVの4つの領域に 分けたものである。 次のア~エの中で、 Ⅰ~ⅣVの各領域にある 物質の密度について述べたものとして適切なものを1つ選べ。 ただし、 Ⅰ~ⅣVの各領域に重なりはなく、直線 l m 上は、どの 領域にも含まれていないものとする。 60 401 (g) 20 3. 水とエタノールの [実験] 図 1 のよう ル 10cm コ内の温 に集め、 B、C、D 試験管 コバル にマッ (1) 沸点の違 (2) 沸騰石を (3) 逆流 (4) 沸騰が ものを 物質B 物質 A 0 0 20 40 60 温度 (℃〕 ア 【愛媛県】 (5) 試験管 はどれ ア 一糸 40 ウ E 100m 32 I IF 質 24 A [g] 16 C 4. 次の 8 G IB D (1) 図 ~20 ま 0 1 2 3 4 15 体積(cm〕 図1 図2 40 直線& 32 領域 Ⅱ. 質 24 -60 ・領域 Ⅰ. 領域Ⅲ- [g] 16- 8 -領域 N ア Iにあるどの物質の密度も、ⅣVにあるどの物質の密度 より小さい。 直線m -50 01 2 3 4 5 イⅡにある物質の密度とIVにある物質の密度は、どれも 体積〔cm] 等しい。 図3 図4 ウⅢにあるどの物質の密度も、IVにあるどの物質の密度 より大きい。 エ Ⅲにあるどの物質の密度も、Iにあるどの物質の密度 より小さい。

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化学 高校生

高校化学です。3枚目の赤線のように言い切れるのはなぜですか?(なぜCI2だけの存在割合なのでしょうか?ClO⁻はないのでしょうか?)

化学 問4 次の文章を読み, 後の問い (a~c)に答えよ。にはLO 塩素 Cl,次亜塩素酸 HCIO,次亜塩素酸イオン CIO は殺菌作用をもち、 これらは遊離有効塩素とよばれる。 水道水の殺菌・消毒には主に次亜塩素酸ナ トリウム NaCIO が用いられている。 HCIO および CIO - は,強い をもち,電子を ア作用 自らは塩化物イオン CIに変化する。 この過程で 殺菌効果を発揮する。までに20m また, HCIO は弱酸であり, 水溶液中での電離は次の式 (7) で表され, HClO の電離定数 Ka は式 (8) のようになる。 HCIO ← H+ + CIO ¯ Ka= [H+] [CIO-]=3.0×10 - mol/L [HCIO] (8) 遊離有効塩素(Clz, HCIO, CIO-) のそれぞれの存在割合 (遊離有効塩素の全 物質量に対する各成分の物質量の割合) は,水溶液のpHによって異なり,酸 性が強くなると Cl2 の存在割合が、塩基性が強くなると CIO - の存在割合が大 きくなる。図2は, 遊離有効塩素に含まれる HCIO の存在割合と pH の関係を 示したものである。 HCIO の存在割合(%) 100 90 AgNO 80 285030200 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 pH 図2 遊離有効塩素に含まれる HCIO の存在割合とpHの関係 <-44-

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