化学
高校生

(3)の問題についてです。
解説では、ヨウ素が1mol反応したとき水素イオンが4mol発生することはわかるのですが、

4×1.0×10^-3mol/L× x/1000L=1.0×10^-3mol/L×(30+x)/1000L

この式がわかりません、、。
解説お願いします。

止めで いう ■177 二酸化硫黄の定量 CON 東京大改 硫黄分を含んだ化石燃料を燃焼させると,酸性雨の原因となる可能性が指摘されてい る。燃焼さじに少量の単体の硫黄をとり, バーナーの炎を近づけると,青白い炎をあげ, 刺激臭を放って燃焼しはじめた。 蒸留水を少量入れた集気瓶にこのさじを入れ,燃焼さ せ続けた。燃焼後ふたをしてよく振り混ぜ気体を溶かした。 この水溶液は弱酸性を 示した。 下線部 ① で得られた水溶液 30mLに1.0×10-3mol/L ヨウ素溶液を加えたところ, はじめは滴下したヨウ素溶液の色が消えたが, 〔mL]加えたところでヨウ素溶液の 色が残るようになった。 また,このときの溶液のpHは3.0であった。 次の各問いに答えよ。 33 大 (1) 下線部①で得られた溶液に硫化水素を導入したところ,溶液は白濁した。このとき の反応を化学反応式で示せ。 (2) 下線部②に関して, このときの反応を化学反応式で示せ。 (3) 下線部③のxの値を有効数字2桁で求めよ。 9
177 (1) 2H2S+SO2 (2) I2+SO2+2H2O→2HI +H2SO4 3S + 2H2O ある。 (2) 各半反応式は (3) 10mL Key Point 二酸化硫黄は,反応する相手によって、酸化剤になったり, 還元剤になったりする。 解法 (1) 硫黄の燃焼によって発生する気体は二酸化硫黄である。 S + O2 → SO2 白濁は,硫化水素と二酸化硫黄の反応によって生じた硫黄で 2- I2 + SO2 + 2H2O → 4H + + 2I + SO4²- これから I2 1 molが反応してH+4 mol が生成することがわ かる。 加えたヨウ素 I2 溶液をx[mL] とすると,香るま 4×1.0×10-mol/Lx (L) =1.0×10mol/Lx x=10mL ASICS I2 + 2e → 2I¯ SO2 + 2H2O → SO² + 4H + + 2e′] 1** MS (OF (3) 生成したHI と H2SO4は強酸で,濃度が低いことから,電圃 H2SO4 の濃度が非常に 離度は1と考えられる。 うすいため、硫酸の2段階 pH が 3.0 だから, [H+]=1.0×10-3mol/L 目の電離も完全に起こって いるとして計算してよい。 (2) の反応式をイオン反応式にすると, IC 1000 (30+x) 1000 -(L) 0200 + rs (5) OHS+S) 1BAS + UO 9

回答

✨ ベストアンサー ✨

4×1.0×10^-3mol/L× x/1000L=1.0×10^-3mol/L×(30+x)/1000Lの式の左辺、右辺に分けて考えます。途中分かりにくいかも。
酸化剤はヨウ素、還元剤は二酸化硫黄。

左辺は還元剤SO2のmol、右辺は酸化剤I2のmolを普通は計算するんですが、この問題は、還元剤SO2の代わりに半反応式を合わせてできたイオン反応式の、ヨウ素とH+のモル比で計算しています。

まず、左辺。4×は、還元剤SO2がヨウ素1molと反応するとH+4molできる4倍。次のmol/Lの1.0×10^-3はpH=3から求めたmol/Lです。使ったヨウ素の体積XmLをかけ算し、左辺はmolになっています。XmLが難しいのですが、とりあえず左辺はここまでにし、右辺にいきます。

右辺は、
1×が書いていないから、1×を最初に書くと分かり易いかも。次のmol/Lの1.0×10^-3はヨウ素の濃度の方です。pH=3の方ではありません。次に体積(30+X)になっています。これは、SO2の入った溶液が最初30mLあり、そこにヨウ素をXmL入れたから、酸化剤のヨウ素は、最初の30mLと追加のXを合わせ、この合計体積分が使った酸化剤体積となります。

一方、還元剤の方の体積XmLは左辺のXですが、30mLは関係なく、途中色が変わり、酸化剤をXmL入れた分で反応完結した訳だから、XmL分が還元剤の体積となります。

4:1は簡単ですが、同じ濃度ですが左辺と右辺で使っている値がそれぞれ意味が違うんですね。約分にはよいんだけど。後は、いちばん個人的に面倒だなと感じたのは、還元剤の体積をX/1000にする部分です。酸化剤体積は(30+X/1000)はまだ分かりやすい方ですが、左辺のXが曲者でした。

以上、分かりにくいかもしれませんが、できうる範囲で回答しました🙇

yyy mmm

解説してくださって本当にありがとうございます!
水素イオンの物質量ということで×4をしているというのはわかったのですが、×4をした水素イオンの物質量と、水溶液30mlと加えたヨウ素との合計の物質量が等しいということでしょうか?

🍇こつぶ🐡

×4をした水素イオンの物質量と、水溶液30mlと加えたヨウ素との合計の物質量が等しいということでしょうか?
>そうです🙇

yyy mmm

なるほど!とてもわかりやすい解説をありがとうございました!!

🍇こつぶ🐡

いえいえ🙇

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