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化学 高校生

解説問3の平衡は元々はほとんど左によっているのがどこからわかったのか教えて頂きたいです。それと、HClを入れると平衡が左によるというのはH3O+のHが増加するからという認識で良いのでしょうか? 教えて頂きたいです。よろしくお願いいたします。

13-5 【復習問題】 弱塩基の電離平衡, 加水分解 0.10mol/Lのアンモニア水10mLを0.10mol/Lの塩酸で滴定したときの滴定曲線は 図のようになる。 pH 11 9 クト 3 滴定曲線から, 滴定の終点前後ではpHが大きく変化していることがわかる。 塩酸を 10.10mL滴下したときの溶液のpHを小数第2位まで求めよ。 ただし、このときの溶液 の体積は近似的に20mLと考えてよい。 3 5 1 0 2 4 6 8 10 12 滴下した 0.10mol/Lの塩酸の体積 [mL] 以下の設問において、必要があれば、次の数値を用いよ。 アンモニアの電離定数: Kb = [NH〟] [OH] [NH3] =2.0×10mol/L 水のイオン積:Kw= [H+] [OH−] =1.0×10-14 (mol/L)2 log 10 2=0.30 ○ 問1 滴定開始点の溶液(0.10mol/Lのアンモニア水)のpHを小数第2位まで求めよ。 *問2 滴定曲線から滴定の終点(中和点)の溶液のpHは約5で,弱酸性であることがわかる。 これは,次式に示す塩化アンモニウムの加水分解が起こるからである。 NHC1→NH + + CI NH4+H₂ONH3 + H3O+ 後者の可逆反応の電離定数は次式で表される。 ただし, H3O+ は H+ と表記した。 Kh= [NH3] [H+] [NH&+] 次の(1)~(3)に答えよ。 ただし, 滴定の終点における溶液の体積は20mLと考えてよい。 (1) 滴定の終点における溶液の塩化アンモニウムの濃度を Csmol/L とする。 滴定の終点 における溶液の水素イオン濃度を Cs と Kh を用いて表せ。 (2) Kh をKb と Kw を用いて表せ。 (3)滴定の終点における溶液のpHを(1),(2)の式を用いて計算し、小数第2位まで求めよ。 -142-

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化学 高校生

(4) 水が増加している分は足さなくて大丈夫なんですか?

[A]xt[s]の SC=A'sと判 る。 中では、次の変 っている。 →HCIO+HC C/mol である。 304.電池と電気分解 解答 (1) 電極A PbO2+4H++ SO² +2e- 電極D:2CI Cl2+2e- → PbSO +2H2O (2) 増加する。 +0.48g (3) 9.7×10秒 (4) 減少する, -0.80g 電極Cに銅が析出したので, 電極Cでは次の変化がおこっている。 とDは、塩化銅(Ⅱ) CuCl2 水溶液の電解槽の陽極または陰極である。 解説 (1) 電極AとBは鉛蓄電池の正極または負極であり、 電極C 電極C:Cu2+ +2e- Cu したがって、電極Cは陰極であることがわかり, 電極Dは陽極である。 電池の正極が接続された電極が陽極, 負極が接続された電極が陰極なの で、電極Aが鉛蓄電池の正極, 電極Bが負極となる。 電極A~Dの各変化は,次のように表される。 A: 正極 PbO2+4H++SO2 +2e B:負極 Pb+ SO- C: 陰極 Cu2++2e- D : 陽極2CI→ Cl2+2 PbSO4+2H2O ... PbSO4+2e- Cu ⑧HO (2) 電極Cに銅Cu (モル質量 64g/mol) が0.32g析出したので,この とき電解槽に流れた電子の物質量[mol] は,③式から,次のようになる。 0.32gx2=0.010mol 64 g/mol ②式から、鉛蓄電池の放電によって, 電極 B の Pb が PbSO4 に変化する ため、2molの電子が流れると,その質量はSO4 (モル質量 96g/mol)の 1mol に相当する 96g 増加する。 したがって, 0.010mol の電子が流れた とき、電極Bの質量の増加分は,次のように求められる。 96 g -×0.010mol=0.48g 2 mol (3) 電気分解で流れた電子は 0.010mol なので, その電気量は, ファラ デー定数から, 9.65×104C/mol×0.010mol=9.65×10°Cである。 流れ た電流が 0.10A なので、 電気分解を行った時間を f[s] とすると, 9.65×102C=0.10Axt[s] t=9.65×10s (4)鉛蓄電池の放電の前後で,電極 A,Bの質量変化から,溶液の質量 変化を考える。 (2) から, 放電の前後で電極 Bの質量は0.48g増加する。 また、①式から,放電によって、電極 A の PbO 2 が PbSO』に変化するた め, 2molの電子が流れると,その質量はSO2 (モル質量 64g/mol)の 1molに相当する64g増加する。 したがって, 0.010molの電子が流れた とき、電極Aの質量の増加分は,次のように求められる。 64g 2 mol -×0.010mol=0.32g 放電後の鉛蓄電池の両極の質量増加分は0.48g+0.32g = 0.80g となる ので 希硫酸の質量変化は0.80gの減少となる。 ① ① ② 式で生じた PbSO はそのまま電 に付着するため、 極板の 質量はいずれも増加する ②極板の質量増加分 液の質量減少分に相 る。

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