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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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(4)の答えがエになりました。この理由を教えてください。

500. あし あて (4)エ HO 化学において重要な意味をもつ① 原子量の概念は、(ア)年にドルトンによって はじめて導入された。 ドルトンは、原子量の基準として水素を「1」とし、化合物 の重量組成から他の元素の原子量を定めた。 しかし、水の化学式をHOとしたため、 酸素の原子量を16ではなく、(イ)と誤った数値として捉えてしまった。 その後、ベルセリウスは酸素を原子量の基準に選び、 ②酸素の原子量を 「100」 として、酸素化合物の重量組成から多くの元素の原子量を測定した。 しかし、同位体 が発見されたことで、酸素を原子量の基準に用いることに不都合が生じたため、 20世紀からは、③'2Cを原子量の基準とし、原子量の基準が「12」となった。 (1)文章中括弧に当てはまる数字を答えよ。 (2) 文章中下線部 ①で、現在では、原子量は「同位体の相対質量とその同位体の 存在比を考慮した平均値」としている。 天然のホウ素は、 1B (相対質量10.0) B (相対質量 11.0)の2種類の同位体からなる、それぞれの存在比を80%、 20%としたとき、ホウ素の原子量を、 有効数字3桁で求めよ。 tom (3) 文章中下線部②で、酸素と1:1で化合する金属 M の酸化物 MO 中の M の 質量比は80%であった。 この実験結果から、ベルセリウスは、金属M の原子量 をいくつと考察するか、 思考の過程を示して答えよ。 また、 現在の原子量の基準 である「2C を 「12」 としたとき、この金属Mの原子量を求めよ。 4) 文章中下線部③で、 '2Cの原子量を 「100」 とした場合、 「12」 とした場合と 比較して、次の値はどのように変化するか、 大きくなるものは 「〇」、 小さく なるものは 「×」 変わらないものは 「△」 として、記号で答えよ。 ア 水素の原子量 イ 水素2g中の水素原子の物質量 ウ 'H原子1個の質量 エ標準状態における水素の密度 22.4 (5)2Cの原子量を 「12」 としたとき、次の物質の分子量又は式量を求めよ。 アCa (OH)2イ NH CI CO2 エ Fe (6)(5) の解答は分子量と式量のどちらを表しているか、 分子量の場合は、 「A」、 IZ 式量の場合 「B」 として、 記号で答えよ。 と イオン式、組成 14 40+(16+1) 2 e20% " 001 0.8 jQ (0X 100 +11x 20 0.2 2,2 100 4 180 8+2,2 (0,2 53,5 100x =80 (70+16) 1080 714 100x 80X

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計算するときに35clの方を使うか37clの方を使うのかどうやって判断しているのですか? あと、最初の1×1はなんですか?なんの公式が使われているかわかりません💦🙇‍♀️ 至急おねがいします!

① 19 ② 25 へ。ただし,アとイは反応しないものとする。 ③ 34 ④ 60 ⑤ 75 88 ≫ 2 その存在比を表に示した。 74 同位体の存在比 5分 グラフ 思考力 地球上の元素の多くは,質量の異なる同位体がほぼ一定の 割合で混ざって存在している。 例として, 水素, 炭素、塩素, 臭素の主な同位体の相対質量とそのお 20 臭素 元素 水素 炭素 塩素 81 Br 同位体 'H 12C 35Cl 37Cl 79 Br 81 相对質量 1 12 35 37 79 50 存在比(%) 100 100 75 25 50 同位体の相対質量と存在比(整数値: 存在比2%未満の同位体は省略) 同一の化合物にも質量の異なる分子が存 図1 在するので,分子の質量はある分布を示す。 たとえば, CH3 Cl および CH3Br の質量の 分布を上の表の値を使って計算し、 プロッ トしたグラフを右の図1に示す。 ただし, 横軸の目盛りの間隔は2とした。 12C1 H335CL 70 70 存在比(%) 50 30 12C1H337Cl 存在比(%) 50 12CH379Br 12CH3ª¹B₁ 30 10 10 右の図2のグラフア, イは次の①~④ の化合物のうち, いずれかの質量分布を表 50 相対質量 CH3Cl 90 相対質 CH3Br している。 ア,イに当てはまる化合物とし 図2 て最も適当なものを,①~④のうちから 一つずつ選べ。 ただし, 図2においても, 横軸の目盛りの間隔は2としている。 また, 図2は横軸の数値を省略している。 存在比(%) 70 50 30 ( 17 北里大改) 10 ① CH2Cl2 ② CH2Br2 ③ CHCl3 ④ CHBr3 70 50 30 10 相対質量 ア 存在比(%) 相対質量 イ >>1

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