重問解説シリーズ!139電離平衡〜東大も案外余裕!〜

重問解説シリーズ!

今回は東大、東京理科大、北大の

重問の問題2014年バージョンで139番

にありました。

  

俺のブログに知識を持ってすれば

余裕で解けます。

  

(1)1.0×10-5mol/Lの塩酸中では、水の電離で生じた水素イオン濃度([H+])は無視できるが、これを100倍に希釈した1.0×10-7mol/Lの塩酸中では、水の電離で生じた[H+]が無視できなくなる。例えば1.0×10-7mol/Lの塩酸中の塩化水素の電離で生じた[H+]をa(mol/L)とすると、全水素イオン濃度は(a+1.0×10-7mol/L)と表される。水のイオン積を用いてaの値を求め、これをもとにして25℃に置ける1.0×10-7mol/Lの塩酸中の全水素イオン濃度を計算すると、何mol/Lとなるか。なお、25℃に置ける水のイオン積は1.0×10-14mol2/L2である。√2=1.4、√3=1.7、√5=2.2、[13東京理科大 改]

(2)次の文章を読み、問いに答えよ。

水のpHも温度によって変化する。純粋な水は25℃のときpHハ7となるが、温度が変化するとpH は7にならない。水の電離平衡は

H2O⇄H++OH

で表される。この電離平衡に置いて、水の電離は(ア)であり、温度が低くなると(イ)の原理により(ウ)。このため、25℃よりも温度が低い中性の水のpHは7よりも(エ)なる

(問い)(ア)〜(エ)に当てはまる語句を下の(a)~(l)から1つずつえらべ。

(a)発熱反応 (b)吸熱反応 (c)中和反応 (d)滴定反応

(e)電離が起こりやすくなる (f)電離が起こりにくくなる

(g)大きく (h)小さく (i)アレニウス (j)ドルトン (k)ルシャトリエ (l)ブレンステッド

(3)電離定数4.0×10-4mol/Lを持つ弱酸型のpHシジヤクXがある。Xの分子式をHAと表すと溶液中では下式のように電離している。

HA⇄H++A

HA,Aの濃度比が0.1以上10以下の範囲にあるとき色調の変化が肉眼で分かると仮定する。このpH指示薬Xの色調の変化が肉眼で分かるpHの値の範囲を有効数字2桁で求めよ。log102=0.30