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化学 高校生

3番と4番がこのような答えになる根拠を教えてください、お願いします。

14 次の文章を読み, 問に答えよ。 中和滴定の終点を確認する方法去には, pH メーターによる測定や電気伝導度測定などの電気的な方法, また, 指示薬の呈色変化 を用いる方法がある。ここでは, 中和滴定に用いる指示薬について考える。 中和滴定に用いる指示薬は, 一般に弱酸または弱塩基としてはたらく有機化合物が用いられる。いま, ある弱酸の指示薬を HIn で表すと, 弱酸 HIn は水溶液中で電離し, 化学平衡の状態を生じる。その電離平衡定数をKinとする。 (1)弱酸の指示薬 HIn は次のように電離する。HIn こ H* + In- このときの電離平衡定数K,,を, mol/Lを単位とするそれぞれのモル濃度[H*], [In], [HIn]で表した式を答えなさい。 (2)指示薬のイオン In-および分子 HIn はそれぞれ特有の色をもち,指示薬を加えた溶液の水素イオン濃度を帰ると, 溶液の色 が変化する。指示薬のイオン In-と分子 HIn の濃度において, 一方が他方の約10 倍はなると,溶液は多く存在する方の化 学種の色を示す。このことより, 指示薬の変色域の幅を pHで表すと, およそいくっになるか。整数値で答えよ。 (3)指示薬としてメチルオレンジを考える。HInや In"はどのような色を示すと考えられるか。 (4)弱酸の指示薬 HIn を用いて滴定した。指示薬の全濃度を Cinとすると, Cinは, [HIn]や[In°]を用いて, どのように表すこ とができるか。 (5)0.030 mol/Lのある弱酸の指示薬 HIn(Kj,=2.0×1010 mol/L) 0.10mL を用いて滴定したところ,溶液全量が100.mL となったところで呈色した。このときの pHを小数第一位まで求めなさい。なお,呈色は溶液中の[In']が 5.0×10-6 mol/L となったときに生じるものとする。 生

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化学 高校生

問3から問6まで全て解説して頂きたいです。

2 3(配点 23点) 3 問3 空欄 あ い に適する式を記せ。 硫酸を加えて酸性にしたシュウ酸水溶液にニクロム酸カリウム水溶液を加える と、気体が発生する。 この反応をイオン反応式で記せ。 問 5 次の文を読み,問1~問6に答えよ。 酸化還元反応では, 物質の間で電子の授受が起こる。このとき,電子を受け取る物質 過酸化水素 H.Ozは, 酸化剤としても還元剤としてもはたらく。硫酸を加えて酸 性にしたヨウ化カリウム水溶液に過酸化水素水を加えると, 溶液は褐色になる。こ の反応を化学反応式で記せ。(イオン反応式は不可) を酸化剤、電子を失う物質を還元剤という。代表的な酸化剤には,過マンガン酸カリウ ムKMnOやニクロム酸カリウム K:Cr:O;/があり,代表的な還元剤には、シュウ酸 H.C.O,やヨウ化カリウム KIがある。これらが酸化剤または還元剤としてはたらくし 河川や湖沼の水質を表す指標のひとつに COD(化学的酸素要求量)がある。 COD は,試料水1Lあたりに含まれる有機物などの被酸化性物質を酸化分解する きの変化は,次の(i)~ (v)式で表される。 のに要する酸化剤(過マンガン酸カリウムまたは二クロム酸カリウム)の量を酸素の 量(mg]に換算して表したものである。 MnO, + あ - → Mn?+ + い Cra0,?- + 14H* + 6e- 2Cr°* + 7H0 COD について, 次の(1), (2)に答えよ。 H.C,O。 2CO。 + 2H+ + 2e~ *……(価) (1) 酸性の溶液中で酸素が酸化剤としてはたらくときの変化は, 次の(v)式で表さ れる。 21 → + 2e- …iv) O2 + 4H* + 4e~ → 2H,0 1.0 mol のニクロム酸イオンが受け取る電子と等しい量の電子を受け取る酸素 の物質量は何mot か。 四捨五入により有効数字2桁で記せ。 問 1 次の(1),(2)の化合物中の下線を引いた原子の酸化数を記せ。 (2) K.Cr.O (2) ある試料水100mL 中の有機物を酸化分解するのに, 2.50×10-3mol/L の二 問2 次の(ア)~ (カ)の反応のうち, 酸化還元反応でないものを二つ選び, その記号を記 クロム酸カリウム水溶液が3.0mL 必要であった。 この試料水の COD は何 せ。 し (ア) CH, + 202 → C02 + 2H.0 mg/L か。四捨五入により有効数字2桁で記せ。ただし, 原子量はO=16とし, 試料水には有機物以外の被酸化性物質は含まれないものとする。 イ) 2FeCls + SnClz → 2FEC12 + SnCl, 例 Cu + 2H.SO。 CUSO, + 2H.0 + SO2 エ)) NasSOs + H.SO。 → Na,SO。 + H:0 + SO2 ) Cla + 2KBr Brz + 2KC1 Naz C.O, + CaCl。 → CaCO,+ 2NaC1 - 44- - 43 -

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理科 中学生

⑵⑶の解説お願いします

酸·アルカリとイオン 5つのビーカーA~Eを用意し, 次の手順にしたがって, うすい水酸化バリウム水溶液とうすい硫 酸との中和反応の実験を行った。表1は, この実験の結果をまとめたものである。あとの問いに答えな さい。 6 (静岡改) Hzsos [手順] の 5つのビーカーA~Eのそれぞれに, 同じ濃度のうすい水酸化バリウム水溶液100cm)を入 BaloH)et soe (H5641 れる。 2 こまごめピペットで,うすい硫酸を1.5cmから5.5cmまで, それぞれ体積をかえて, 各ビーカーに 加え,中和反応をさせる。 ③ 各ビーカーに生じた沈殿物をろ過した後,ろ 紙に残った物質を乾燥させて, 質量を測定する。 (1) 水酸化バリウム水溶液と硫酸の中和を表す化学変化を, 化学反応式で表しなさい。 表1 A B C D E 硫酸の体積[cm°) 沈殿物の質量[g] 1.5 2.5 3.5 4.5 5.5 0.9 1.5 2.1 2.4 2.4 ( ビーカーA~Eの中にある,この中和反応によ 表2 チャレジ A B C D E ってできた水分子の数を表2に記入しなさい。た だし、うすい水酸化バリウム水溶液100cmにふ 中和反応に 3 よってでき た水分子の 4 5 1 2n 2n 4 h くまれているバリウムイオンの数をn個とする。 数(個) 4 (3)表1から,ビーカーに生じた沈殿物の質量は最大で2.4gであることがわかる。沈殿物の質量の最 大値を3.6gにするためには,うすい水酸化バリウム水溶液とうすい硫酸の体積をそれぞれ何cm'に すればよいか。ただし, 用いる2つの溶液の濃度は変更しないものとする。 四 150 cm3 o cm 2 Cu

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