化学
高校生
解決済み

(4)について教えて欲しいです。

写真2枚目は私が解いたものです。答えも解き方も違うのですがなぜ違うのか分かりません。

教えてください🙇‍♀️お願いします🙇‍♀️🙇‍♀️

論述 H&M 162. アンモニアの発生と中和次の文を読み。 下の各問いに有効数字2桁で答えよ。 塩化アンモニウムと硝酸ナトリウムとの混合物 4.25g を水に溶かして300mLの溶 をつくった。この溶液を30.0mLとり、水酸化ナトリウムとともに加熱し,発生する 気体をすべて 50.0mLの希硫酸に吸収させた。気体を吸収させたのちの溶液中に メチルオレンジを指示薬として, 0.100mol/Lの水酸 残った硫酸を中和するために, 化ナトリウム水溶液を少しずつ加えたところ 25.0mL を要した。 また, 滴定後の溶液に 水酸化バリウム水溶液を十分に加えると, 700mgの沈殿が生じた。 (1) 下線部①の操作で使用する器具の名称を記せ。 また, この器具が蒸留水でぬれて いる場合, すぐに用いるにはどうすればよいか。 20字以内で述べよ。 (2) 下線部②の気体が発生するときにおこる変化を化学反応式で記せ。 (3) 下線部④の指示薬を使ったときに見られる色の変化を記せ。 また, この指示薬を 使う理由を述べよ。 (4) 下線部③の希硫酸のモル濃度を求めよ。 はじめの混合物に含まれていた塩化アンモニウムの物質量は何mol か。 はじめの混合物に含まれていた硝酸ナトリウムの質量百分率は何%か。 中.0al HS (HOOD) (15 岡山県立大改)
(4) 2NH3 + H₂SO4 → (NH4)₂SO4 0.050 2NaOH + H₂SO4 → Na2804 + 2H₂O 0. /melle 90250 2,5x10 mol 2- 2+ Bat + 804" → Basla 10.79 Naolt 2,5×103 mal 5') H250¢ 1,25×10 mal -3 1125x10 mel 0,05 l 2,5 x 10 mel/e
中和反応

回答

✨ ベストアンサー ✨

(4)写真2枚めの解いている計算をみると、NaOHaqのmolを計算して、硫酸と中和を考えているようですが、
ポイントは、(この硫酸は、最初アンモニアを吸収し、(NH4)2SO4となり、さらにNaOHと反応し、Na2SO4になりますが)これらの硫酸塩は沈殿せず、電離しているということです。だから、NaOHのこともNH3を吸収させたのも、(4)には不要ということです。

よって、Ba(OH)2を入れた後のBaSO4沈殿反応のことだけ考えます。
つまり、Ba2+ +SO4^2-➡️BaSO4より、二価同士だから、最後に沈殿したBaSO4のmolと反応したH2SO4のmolは等しい。これを計算式にします。

BaSO4mol=0.7g/(233g/mol)=3×10^-3mol
これと、50mLの硫酸から沈殿中和と考えて、濃度をcとすると、
c×50/1000=3×10^-3mol
=0.0600または6.00×10^-2mol/L(有効数字3桁)🙇

目玉焼き

なぜ電離しているものは考えずに、沈殿しているものだけを考えるのですか?

🍇こつぶ🐡

硫酸イオンはNaやNH3とは沈殿せず、最初から残っている。だから、バリウムと反応し硫酸バリウムになったmolと最初からある硫酸イオンのmolは等しくなるから。

電離しているものは、逆滴定で計算に入れないとダメだから……と考えると、NaOHやNH3とか考えるないといけないんだけど、その話は(5)以降の問題であり、(4)はBa2+:SO4^2-=1:1のモル比を計算するだけ。

(4)で求めた硫酸molを(5)の逆滴定計算で使うため、硫酸バリウム沈殿から硫酸molを計算させています🙇

目玉焼き

写真二枚目で水酸化ナトリウムを2.5×10-3molと求めましたが、硫酸ナトリウムは電離しているため、硫酸のmolと2:1の関係ではないということですか?

🍇こつぶ🐡

硫酸ナトリウムは電離しているため、硫酸のmolと2:1の関係ではないということですか?
>硫酸ナトリウムが電離することとモル比2:1をごっちゃにしています。水酸化ナトリウムmolは2.5×10-3molでOK。水酸化ナトリウムは1価、硫酸は2価だから、2:1はOK。これだけではダメで、アンモニアを吸収させたmolも必要。

酸のモル=塩基のモルですが、それは(5)で使うのです。まず、NH3とNaOHが塩基で、H2SO4と反応した式を作ります。それは(5)であり、(4)では使わないのです。酸のモルが分からないからです。そこで、最後に水酸化バリウムを使い、これも中和なんです。だから、塩基が3つあるんです。NH3、NaOH、Ba(OH)2です。NaOHのモルは計算ででますが、NH3のモルが分からないから、(4)では計算できない。そこで、NH3とNaOHは中和反応して塩を作るのですが、硫酸のmolが分からない。だから、沈殿バリウムのmolを計算します。NH3、NaOHとは塩を作るが、その塩は電離しているから、硫酸イオンは最初からその溶液にあるmolだから、それとバリウムにより、硫酸molを求めるのが(4)です。何度もいましたが、説明が長くなりわかりづらくなっているかもしれません。

硫酸molを求めるための(4)であり、それには硫酸バリウムmolが必要ということ。
NaOHmolが計算できても、NH3と硫酸molが未知数だから、計算できない。そこで、沈殿しない硫酸イオン全部と反応するバリウムmolを考えています。
つたわるかなぁ……🙇

目玉焼き

伝わりました!!ようやく理解できました!何度も丁寧にありがとうございます🙇‍♀️

🍇こつぶ🐡

よかった~ホッとしました。
ややこしいよね。この問題。
硫酸molをバリウムmolで求め、その硫酸molとアンモニア+NaOHmolの逆滴定というのは、結構ポピュラーな問題です🙇

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