理科
中学生

(4)の解説をお願いしたいです🙇

解答は ①カ ②ア となります。

|7| 酸とアルカリの水溶商を混ぜた液について, 次の実験を行った。この実験について., (1) ^ (4) の間いに答えなさい。 酸とアルカリ の水浴液を混ぜた液の性質を調べた。 うすい水酸化バリウム水溶液20 mL 入れんたビーカーA, B, C, D, Eを 用意し, それぞれに緑色のBTB液を数滴加えた。 ビーカーAーEにうすい硫酸をそれぞれ5 mL , 10 mL, 15 mL , 20 mL 加えたところ, 白い物質ができた。なお, ビーカーAにはうすい硫酸を加え なかった。
ビーカーB~Eの中の混ぜた液をそれぞれろ過し, 自い物質とろ液に分け ろ液の色を観察した。下の表は, 1トト]ほめ結果をまとめたものである。 「 ビーカー A | B C D E うすい水酸化バリウム水溶液の体積mL〕 | 20 | 20 | 20 | 20| 20 加えたうすい硫酸の体積LmL] 0 5 10 ド15] 20 ろ液の色 青 | 青 | 緑 | | 黄 (1) うすい水酸化バリウム水溶液が手について しまった場合,. どのようにすれば よいか。最も適当なものをアーエから1つ選び, 記号で答えなさい。 の ドライヤーでよく乾かす。 イ 大量の水で洗い流す。 以、布でまくとき取る。 エ 布でよくふき取る。 ⑫) [2Iで, うすい硫酸を加えたときの化学変化を, 化学反応式で答えなさい。 (3) [2Iで, できた自い物質は何か。物質名を答えなさい。 (④ 右のグラフは, [2Ic, 「うすい水酸化 4 バリウム水溶液20 mL」にふくまれる水酸化物 る イオンの数を 2 個として「加えた薄い硫酸の体積」 記 と, 混ぜた液中の水酸化物イオンの「イオンの数」 【個 の関係を表したものである。 erニンーー 幸 このグラフを参考にして, 決の①, ②の関係を SR 表したグラフとして最も適当なものを, アーカから それぞれ1つずつ選び, 記号で答えなさい。なお, ①と②には同じ記号を選んでも 0 ①⑪① 「加えたうすい硫酸の体積」と混ぜた液中の水素イオンの「イオンの数」 ② 「加えたうすい硫酸の体積」と混ぜた液中のバリウムイオンの「イオンの数」 イ 2 0 0 5s ioi5 0 5 10 15 20 加えたうすい 加えたうすい 代の体積[mL] 次本の体策(mL)
水溶液とイオン

この回答がベストアンサーに選ばれました。

水酸化バリウムBa(OH)₂は、電離するとBa²⁺1つと、OH⁻2つ出てきます。
ですので、最初に入っているBa²⁺=n個、OH⁻=2n個としたのがグラフになります。
そして、硫酸を加えていくと、10mLでイオンがなくなっているので、ここが中性だということがわかります。


水素イオンは、中性になるまでは水酸化物イオンとくっついて水になってしまうので、それまでは発生しません。中性を過ぎると水酸化物イオンがすべてなくなってしまうので、それ以降は増えていくグラフになります。そして、硫酸はH₂SO₄は、電離するとH⁺2個とSO₄²⁻1個に電離します。つまり、硫酸を20mL加えると、水素イオンは2n個出てくることになります。


バリウムイオンは最初n個あり、そこから硫酸イオンとくっついてどんどん減っていきます。そして中性になったところで0になり、さらに硫酸を加えてもバリウムイオンは増えないのでアのグラフになります。

neru

分かりやすい解説ありがとうございます
助かりました!

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回答

水酸化バリウムBa(OH)2 :20mL と
硫酸H2SO4 10mL が混ざった時にちょうど中和するようですね。

硫酸の量を増やすごとに起こる変化は次のようになります。

1. 硫酸 加える前
水酸化バリウムは電離しているのでバリウムイオンと水酸化物イオンの量が最大
Ba(OH)2 → Ba2+ + 2OH-
係数が2倍なので水酸化物イオンはバリウムイオンの2倍の量になります。

2. 硫酸〜10mL
Ba(OH)2 + H2SO4 → BaSO4 + 2H2O の反応で
バリウムイオンと水酸化物イオンは硫酸バリウムの沈澱や水分子になるので減っていきます
硫酸から生じるはずの水素イオンや硫酸イオンは、反応で使われるのでこの段階では水中で増加はせず0のままです

3. 硫酸 10mL
中和反応がちょうど完了したとことろなので水中のイオンの量はどれも最小(0)です

4. 硫酸 10mL以上
H2SO4 → 2H+ + SO4 2- の電離が起こっており反応する相手もいないので、水中の水素イオンと硫酸イオンの量は増えていきます。係数が倍なので硫酸イオンの量に対して水素イオンの量は2倍になります。

① 水素イオンは硫酸10mLまでは中和で使われて増えない。10mLを超えてからは増え、他の2倍の割合で増加する

②バリウムイオンは硫酸を加える前が最大、量はn(2倍ではない)硫酸10mLまで減り続けその後は0

※硫酸バリウムは水に溶けない物質なので沈殿となって水中のイオンではなくなるのが問題のポイントでもあります。

長くなったのとイオンの表記をサボっているので読みにくいけど頑張って読んでね

neru

ありがとうございます!

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