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化学 高校生

化学平衡の問題です。 (3)の問題で水素イオンのモル濃度を求めるのですが、どうして解説にあるように1段目だけ利用するのかがよく分かりません。

思考 342.炭酸の電離二酸化炭素は水に溶解し、炭酸H2CO3となって電離する。この電離 では,次の2段階の電離平衡が成立している。 水の電離による水素イオン濃度は無視で きるものとして,下の各問いに答えよ。 H2CO3 H++HCO3- HCO3-1 H++CO3?- 電離定数 Kaj=4.5×10-7 mol/L8・・・・・・ …………① 電離定数 Ka2=9.0×10-12mol/L······ ② (1) この電離平衡において, 水溶液中の炭酸イオン COのモル濃度 [CO32-]を, 電 離定数 Kal, Ka2, 炭酸のモル濃度 [H2CO3], 水素イオン濃度 [H+] を用いて表せ。 (2) ある温度において, 炭酸 H2CO3 の濃度が2.0×10mol/Lの水溶液を調製した。 この水溶液のpHを小数第1位まで求めよ。 ただし, 上式 ①における炭酸の電離度は 1よりも非常に小さいものとする。 また, Ka2 は Ka に比べて非常に小さく,上式 ② で表される電離は無視できる。 必要ならば, 10g103=0.48を用いよ。 (3)(2)と同じ温度で, 炭酸 H2CO3 の濃度が2.0×10 - 「mol/Lの水溶液を調製した。 こ の水溶液の水素イオン濃度を有効数字2桁で求めよ。 ただし、この場合は,上式① に おける炭酸の電離度が1よりも非常に小さいとは仮定できない。 ( 岡山大 改 )

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化学 高校生

第3問の問4の解き方を教えて頂きたいです🙏

を 有 目の (02 1). 好 300 200 100) る 5 10 15 20 [ml) えた すま He (4) 200 1:00 文章中の ウ に当てはまる実験の組合せとして 当なものを、次の①~③のうちから一つ選べ。 10 ア イ ① ② 10 15 20 メスフラスコ メスフラスコ メスシリンダー ビュレット ホールピペット ホールピペット ピュレット ピュレット 加 (ml) ④ メスシリンダー ホールピペット ホールピペット ピュレット 300 200 1.00 農業の発生した二酸化 4 発生した二酸化炭素の体 300 2 MnO 溶液中での過マンガン酸イオン COの とシュウ酸イオン 200 100 変化は、それぞれ次の電子ョを含むイオン 反中の 式で表される。 MmとCはそれぞれ酸化されたが、還元されたか。 その組合せとして正し いものを、下の①~④のうちから一つ選べ。 11 5 10 15 20 5 [mL) 10 15 201 塩の体験 [mL) [ml) 加えた塩の体験 [mL) 300 MnO+ H++5eMn²+4H,0 CD- 2CO, +20 300 200 200 100 0 5 10 15 201 加えた塩酸の体験 [mL] Mm へら C 12V 100 ① 酸化された 酸化された 体 酸化された 還元された 5 10 15 20 [mL) 加えた塩酸の体積(mL] ③ 還元された 還元された 酸化された 還元された 第3問 次の文章を読み、問い (問1~4)に答えよ。 (配点 16) 水質汚染の程度を示す指標としてCOD (化学的酸素要求量) がある。 COD は、 河川や湖沼などの水中に存在する有機物を酸化するために必要な酸素 O2 の量 [mg/L] である。 汚染が進んでいて有機物が多く含まれるほど, COD が大きい。 実際には、過マンガン酸カリウム KMnO を用いて測定し, それを酸素の量 [mg/L] に換算して求められる。 ある河川で採取した, 有機物だけが溶けている無色の試料水 (試料水 X) の COD を測定するため、 次の操作1~4を行った。 200 (000 ×1.25×10mx1 操作1 1.25x10mol/Lのシュウ酸ナトリウム Na2C204 水溶液 200mLを を用いて調整した。 ア 操作2 試料水 X 100 mnL をコニカルピーカーにとり, 希硫酸を加えて酸性とし これに5.00×10mol/Lの過マンガン酸カリウム水溶液10.0mLを イ ではかりとって加え、30分間煮沸した。 加熱後、溶液は薄い赤 紫色を示していた。 操作3 操作の溶液が熱いうちに、操作で調整したシュウ酸ナトリウム水溶 液を 10.0ml,加えたところ, 溶液は無色になった。 1x 操作4 操作3の溶液に500×10mol/Lの過マンガン酸カリウム水溶液を ウから滴下していったところ、(反応が完了した。 o.lt 測定の結果 試料水 X 100mL中の有機物を酸化するのに、 2.00 × 10mol の過マンガン酸カリウムが必要であることがわかった。 3 下線部(4)は、コニカルピーカー内の水溶液のどのような現象で確認するの がよいか。 最も適当なものを、次の①~③のうちから一つ選べ。 12 ① 赤紫色が消える。 ② 赤紫色が消えなくなる。 ③二酸化炭素が発生する。 二酸化炭素が発生しなくなる。 間4 試料水 X の COD [mg/L] はいくらか。 最も適当な数値を、次の①~⑤の うちから一つ選べ。 ただし, COD を求めるときの1molの過マンガン酸カ 5 リウムは, 2012 molの酸素 O2に相当するものとする。 13 mg/L ① 2.6 ② 4.0 5.1 ④ 6.4 (5) 8.0 100 1000L ( x 6 x 1.25 107090 225

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化学 高校生

テスト対策のプリントが配られたのですが、解答がなく、自分の答えに自信がないので、一問でも解説していただけたらありがたいです。 量が多くてすみません💦

112 酸化と還元 2分 次の文の [ 酸化還元反応 ] に入れるのに最も適当なものを,後の①~⑦ のうちか ら一つずつ選べ。 電子の移動を伴う化学反応は、広い意味の酸化還元反応である。この反応 で,分子, 原子, またはイオンが電子を失った場合 [ 1 ] されたといい, 電子を受け取った場合 [2] されたという。 例えば,H2O2+H2S 2H2O+Sの反応で,酸化されたものは[3]で,還 元されたものは [4] である。 また, 2K1+Cl2→2KCHI2 の反応で,酸化さ れたものは [ 5 ] で,還元されたものは [ 6 ]である。 ①酸化 ② 還元 ③ H2O2 H2S ⑤ K' ⑥ ⑦ Cl2 113 酸化数 2分 化合物 KNO, NHCI, NOの窒素原子について,酸化数が大きい順に並べ たものとして正しいものを、 次の①~⑥のうちから一つ選べ。 ③ NH&CI> KNO >NO 117 還元剤 2分 下線で示す物質が還元剤としてはたらいている化学反応式を、次の①~③ のうちから一つ選べ。 ① 2H2O +2K 2KOH+Hz ③ H2O2+2KI+H2SO4→2H2O+L+K2SO4 ⑤ SO2+Br2+2H2O→H2SO4+2HBr 118 還元剤 2分 ② Clz+2KBr→2KCH+Brz ④ H2O2+SO2→H2SO4 ⑥ SO2+2HzS→3S+2H2O 次に示す反応ア〜ウのうち, 下線を付した化合物が還元剤としてはたらいて いるものはどれか。すべてを正しく選択しているものを,下の①~⑦のうち から一つ選べ。 ア 過酸化水素水に硫化水素水 (硫化水素水溶液) を混合すると、水溶液 が白濁する。 イ硫酸で酸性にした過酸化水素水にヨウ化カリウム水溶液を少しずつ加 えると,溶液が褐色になる。 ウ二酸化炭素を金属マグネシウムと反応させると、黒色の炭素が生じる。 ① ア ③ ウ ② イ ④ア,イ ① KNO3 > NHCI>NO ② KNO3 > NO>NH Cl ① NH&CINO> KNO 3 ⑤ NO> KNO >NH Cl ⑥ NO> NHCI>KNO3 ⑤ アウ ⑥イウ ⑦ア、イ、ウ 114 酸化数の変化 2分 120 酸化還元反応による色の変化 1分 次の酸化還元反応 (①~⑤) のうちで、下線で示した原子の酸化数が反応 の前後で最も大きく変化しているものを一つ選べ。 次の実験操作 ①~④を行ったときに、観察される水溶液の色の変化として 誤っているもの を一つ選べ。 実験作 色の変化 ① 3Cu+8HNO→3Cu(NO3)2+4H2O+2NO ② SO2+12+2H2O→H2SO4+2HI ③ 2H2S+SO2→3S+2H2O ④ MnO2+4HCI MnCl2+Cl2+2H2O ⑤ 2KMnO+10K!+8H2SO4→2MnSO+512+8H2O +6K2SO4 116 酸化還元反応 2分 次の反応 ad のうちで、酸化還元反応はどれか。 その組合せとして正 しいものを、後の①~⑥のうちから一つ選べ。 2HCl+CaO→CaCl2+H2O b_H2SO4+Fe FeSO+Hz ¢ BaCO+2HCLH,O+CO,+BaCh d Cl2+H2 2HCI ① ab (2) a c ④ bc 3 a d ⑤ b d 6 c'd ① 硫婚性の過マンガン酸カリウム水溶夜に、 過酸 赤紫色→淡桃色 (ほとんど無 化水素水を加える。 色 硫性の二クロム酸カリウム水溶夜に、過酸化 |水素水を加える。 赤色 緑色 ①硫性の過酸化水素水に ヨウ化カリウム水溶 液を加える。 ④二酸化硫黄水に、硫化水素の気体を通じる。 青色 無色 白色 -2-

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