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化学 高校生

この問題のウとエで、CO₃とHCO₃とCaの大小関係は示されていますが、これらの濃度と、H、OHの濃度の大小関係は証明されてないのに、なぜそうかけるのですか?

°262.〈二酸化炭素水溶液の電離平衡と鍾乳洞〉 思考 鍾乳洞は,炭酸カルシウム CaCO3を主成分とする石灰岩が二酸化炭素CO2 を含む地 しょうにゅうどう どうくつ 下水に溶かされて洞窟になったものであり, その過程は次の反応で説明できる。 ア +2 イ CaCO3 (固) + CO2 + H2O~ このことを確認するために, 透明の反応容器内で生石灰 CaO 5.6×102g を純水 1.0L (1) ase に溶解し, この溶液に不活性ガス (貴ガス) とCO2 の混合ガスを吹き込んで、 沈殿の生 成と溶解の様子を観察した。 その結果, 混合ガスを吹き込むと溶液が白濁するが, CO2 の分圧(Pco.) が一定の値以上になると白濁した溶液が再び透明になることを確認した。 沈殿の完全溶解に必要なPco2 の値は,次のようにして推定することができる。 CO2 は水に溶けると H2CO3 となるが, この H2CO3 の濃度は Pco, に比例し, その比例定数は 3.2×10-7 mol/(L・Pa) であることが知られている。 また, 溶液中では次の反応が起こる こともわかっている。 H2CO3 ← HCO3 CaCO3(固) Ca2+ + CO32- K4=4.0×10-(mol/L2) ここで, K2, Ks はそれぞれ反応 ②,③の平衡定数, K4はCaCO3 の飽和溶液における陰 陽両イオンのモル濃度の積(K〟= [Ca²+][CO3^-]) であり,一定の温度でそれぞれ一定の 値を示す。これらのことを考慮すると,まず, H2CO3, HCO3", CO3の濃度は Pco. と [H+] を用いてそれぞれ次のように表される。 [H2CO3]=3.2×10-7 × Pco (mol/L) H+ + HCO3- H+ + CO32- [HCO3-]=[A × PCO₂ (23/ [H+] (mol/L) [HA]] 303 Nom K2=5.0×10-7 (mol/L) K3=5.0×10-" (mol/L) Pcoz [CO3^-]=B x 10 (mol/L) [H+]2 (2) (3 6 次に,これらの反応が中性付近の水溶液中で起こっているものとすれば,この水溶液中 に存在するおもな陰イオンはウであり, また陽イオンはエであるから,それぞ れの電荷を考慮すると次の関係式が近似的に成立する。 10 (8) [オ]]=2[カ] mayo 一方、上の実験において CaCO3 が完全に溶解するときは Ki= [Ca²+][CO3^-] の関係 にもとづいて次の式が得られる。 [CO3²] ≤ C (mol/L) OH したがって, これらの式から Pco の値を求めると, PcoD (Pa) となる。 なお、

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理科 中学生

3と4 教えて頂きたいですm(_ _)m

第5回 *化学変化と熱の出入り 学習日 月 日 図2 市販のインスタントかいろには、鉄粉や活性炭, 水などが入 っています。 かいろのしくみを調べるために, 鉄粉6gと活性 炭3gを蒸発皿の中でよくかき混ぜ、図1のように食塩水を加 えて混ぜました。この混合物に, 図2のように温度計をさし, 混合物の温度変化を調べると, 温度はしだいに上がっていきま した。このことから, この実験で化学変化が起こり, 熱が発生 したことがわかりました。 (1) この実験のように, 熱を発生する化学変化を何といいますか。 図1 活性炭食塩水 鉄粉 温 蒸発皿 (熱タ型 (2) 下の口内は, この実験で起きた化学変化についてまとめた内容の一部です。 文中の (①) ~ (3) に入 る物質の名称を, それぞれ書きなさい。 めいしょう この実験では、, 混合物中の (①) と空気中の (②) が化学変化を起こし, (③) ができる。このとき, 熱 が発生したと考えられる。 0( 2 (3 かいふう (3) インスタントかいろは, 開封してからしばらくすると温度が上がらなくなります。 その理由を, 「鉄粉」 という語句を用いて, 説明しなさい。 (4) この実験の他に, (1)の化学変化の例を, 1つ書きなさい。 (2) 混合物中の固体と空気中の気体が化学変化を起こすことで, 熱が発生します。 (3) 化学変化が起きなければ, 熱は発生しません。 アドバイス)

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