Question

ゆる

KP-16
16がわかりません。
青の蛍光ペンのようにおける理由、その後のアンモニアの物質量については次式のような表せるのところの式の意味がわかりません。
また、この問題はアンモニアと塩酸と水酸化ナトリウムが出てくるため逆滴定であってますか？
どなたかすみませんがよろしくお願いします🙇‍♀️

化学基礎
第2問 化学肥料に関する後の問い (問1~ 問5) に答えよ。 (配点 20 )
三要素とよばれている。 これらの元素は,土壌中で不足しやすく肥料として補う必
植物が育つために必須な元素のうち, 特に重要な窒素・リン・カリウムは肥料の
要がある。 そのため古くから化学的に合成された化学肥料が用いられている。
硝酸アンモニウム NH&NO と硫酸アンモニウム (NH4)2SO4 を含む肥料 X がある。
この肥料 X に含まれる NH4NO と (NH4) 2SO4 の含有率を調べるために, 次の実験
Ⅰ~Ⅲを行った。
肥料 X 10.0g を正確にはかりとり, 少量の純水に溶かした後,洗浄液も含
実験 Ⅰ
めて1000mLのメスフラスコにすべて移した。 次に, メスフラスコの標線
100
まで純水を加えて,これを試料溶液Aとした。
実験Ⅱ 試料溶液 Aからホールピペットを用いてコニカルビーカーに 10.0mLは
かりとり,ここに過剰量の水酸化ナトリウム NaOH を加えた後,加熱する
と式(1)で表されるようにアンモニア NH〟が発生した。
NH4+ + OH
→
NH3 + H2O
逆
滴
この発生した NH3 をコニカルビーカーに入った 0.100 mol/Lの塩酸 HCI
30.0mL にすべて吸収させた。 吸収後の溶液に残った HCI を滴定するために,
0.100 mol/LのNaOH水溶液をビュレットから滴下すると, 中和点までに
18.0mL 要した。
実験Ⅲ 試料溶液Aからホールピペットを用いてビーカーに 10.0mL はかりとっ
た。 ここに過剰量の塩化バリウム BaCl2 水溶液を加えると, 硫酸バリウム
BaSO4 の白色沈殿が 69.9mg 生じた。

問4
実験Ⅱで0.100mol/Lの塩酸 30.0mL に吸収させた NH3 の物質量は何mol
か。最も適当な数値を,次の①~④のうちから一つ選べ。
16 mol
① 1.20×10-3 ② 180×10-3 ③ 3.00 × 10-3
300×10
④ 4.80×10-3

うになる。
H+
CHCOO
+ HO
CH COOH +
OH
H
したがって,酸としてはたらいているのはイウで
ある。
14 ･･･ ④
り立つ。
問3
実験器具の取り扱い
100 (mol) +
2
100
また、(NH42SOの物質量は,
100 (mol)
z (mol) X-
10.0mL
1000 mL
1mol の NH&NO」 には NH が 1 mol含まれ、
(NH)SO には NH4 が 2mol含まれる。 実験Ⅱ
(1)より、反応した NH4 と生じた NHの物質量
の比は1:1なので,NH3の物質量について次式が成
(mol) ×2=1.20×10~3,
mol (i)
BaSO
1 mol
のうり
1.20
I mol
で、料
量は,
した
(NH4)2S
①,②誤り。 メスフラスコやホールピペットのよ
うな体積を正確に測定するガラス器具は、加熱により
ガラス器具の容積が変化する恐れがあるので,加熱式
の乾燥機を使用してはいけない。
③誤り。 コニカルビーカーは、純水で洗浄後に濡
れたまま用いても, 滴定する物質の物質量が変化しな
いので, 純水で濡れたまま使用できる。
実験Ⅲでは,式(3)で表される反応が起こり,
の白色沈殿が生じる。COMO
(NH4)2SO. + BaCl2 →
BaSO4 +2NH
(3)
このとき生じた BaSO4 (式量233) の物質量は,
69.9×10-3
233 g/mol
g=3.00×10-4 mol
式(3)より、反応した (NH4)2SO4 と生じたBaSO4の
物質量の比は1:1 なので、
2 (mol)=3.00×10 -4 mol
100
z=3.00×10-2 mol
(i), (ii)より
OHS
正しい。ホールピペットやピュレットは,中に
入れた溶液の濃度が変わってはいけないので、純水で
濡れたまま使用してはいけない。 そのため,使用する
溶液で器具の内壁を数回すすぐ操作(共洗い)をしてか
ら使用しなければならない。
15 ... ④
問4
中和滴定
実験Ⅱで発生した NH を塩酸にすべて吸収させる
と, 式(2)で表されるように HCI が消費される。
HCI + NH3 → NH4CI
(2)
式(2)より, HCIとNH3 は物質量の比が1:1で反応
するので,塩酸に吸収させた NH3 を x (mol) とする
と、反応後の溶液に残った HCI の物質量は,
(別解)
30.0
0.100 mol/LX- -L-x (mol) =3.00×10-mol-x (mol)
1000
この残った HCI を0.100mol/LのNaOH水溶液で
滴定すると, 終点では, (酸が放出するH+の物質量)
=
= (塩基が放出するOHの物質量)が成り立つので,
1x (300×10-mol-x (mol))
x=1.20×10-mol
問5 化学反応の量的関係
18.0
=1×0.100mol/Lx
-L
1000
16 ・①
肥料 X に含まれるNHNO3 をy (mol), (NH4)2SO4
を (mol) とすると, 試料溶液 A10.0mL に含まれる
NH4NO3の物質量は,
y (mol) X-
10.0 mL
y
1000 mL
100 (mol)
y=6.0×10-mol
(ii)
したがって, 肥料 X に含まれるNHNO3と
(NH4)2SO4 の物質量の比は,
NH&NO3: (NH4)2SO4=6.0×10mol:3.00×10mol
=2:1
実験Ⅲで生じた BaSO4 (式量233) の物質量は,
69.9×10g = 3.00×10mol
233 g/mol
式(3)より,反応 (NH4)2SO4 と生じた BaSOの
物質量の比は1:1なので,試料溶液 A 10.0mLに含ま
れている (NH4)2SO4の物質量は, 3.00×10molであ
る。
また、実験ⅡIの式(1)より, 試料溶液 A 10.0mLに含
まれている NH4+と生じた NH3 の物質量の比は1:1
なので,試料溶液A10.0mLに含まれている NH4の
物質量は1.20×10molである。
1molの (NH4) 2SO4 には NH4が2mol含まれるこ
とから,試料溶液 A10.0mLに含まれている NH4+
うち, (NH4)2SO4 由来の NH4の物質量は,
300×10mol×2=6.00×10mol
よって,試料溶液 A10.0mL に含まれているNH
124
しいの

Answer 1

✨ คำตอบที่ดีที่สุด ✨

🍇こつぶ🐡

青の蛍光ペンのようにおける理由、
＞２つ混じっていて、それぞれ10mL使っているから。

その後のアンモニアの物質量については次式のような表せるのところの式の意味がわかりません。
＞左辺は、NH4NO3からは1mol、(NH4)2SO4からは2molNH3ができるから、Zの方を2倍しています。右辺は問4の塩酸molになっています。

この問題はアンモニアと塩酸と水酸化ナトリウムが出てくるため逆滴定であってますか？
＞水酸化ナトリウム水溶液は過剰に入れているから、2種類のアンモニア発生物質と塩酸の中和。まあ、逆滴定ではありますが、水酸化ナトリウム水溶液は計算式には入っていません。

これと、硫酸バリウムの沈殿からの式を作り、y,zの連立方程式を解く問題になっています🙇

ゆる

教えてくださりありがとうございました🙇‍♀️
質問なのですが、
①それぞれ10ml使ってるというのはどこでわかるのですか？肥料X10gを正確に測りとり、洗浄液も含めて1000mlの試料溶液Aを10ml取ったのとは別ですか？

②問題の流れが私の中で曖昧なのですが、
1.硝酸アンモニウムと硫酸アンモニウムを含む肥料Xがある
2.肥料X10g測りとり純水に溶かした後、洗浄液も加え、1000mlのメスフラスコに移し、これを試料溶液Aとした
3.試料溶液Aからホールピペットを用いて10ml測りとり、過剰量の水酸化ナトリウムを加えた
4.3を加熱するとアンモニア発生したとわかる
5.発生したアンモニアと塩酸反応させ、アンモニウムを全て吸収させた
6.5のうちアンモニアを吸収してない塩酸に水酸化ナトリウムを加え、中和させた。
そして、別の実験として、試料溶液Aから10mlはかり、過剰量の塩化バリウム水溶液を加えると硫酸バリウムの白色沈殿が起こった
と解釈したのですが、

NH4NO3からは1mol、(NH4)2SO4からは2molNH3ができるから、Zの方を2倍するまでは理解できたのですが、1.2✖️10の−3乗はどこから来たのですか？

お時間がある時に教えてくださると幸いです🙇‍♀️

🍇こつぶ🐡

①それぞれ10ml使ってるというのはどこでわかるのですか？肥料X10gを正確に測りとり、洗浄液も含めて1000mlの試料溶液Aを10ml取ったのとは別ですか？
＞その10mLにどちらも入っている。

②問題の流れが私の中で曖昧なのですが、
1.硝酸アンモニウムと硫酸アンモニウムを含む肥料Xがある
2.肥料X10g測りとり純水に溶かした後、洗浄液も加え、1000mlのメスフラスコに移し、これを試料溶液Aとした
3.試料溶液Aからホールピペットを用いて10ml測りとり、過剰量の水酸化ナトリウムを加えた
4.3を加熱するとアンモニア発生したとわかる
5.発生したアンモニアと塩酸反応させ、アンモニウムを全て吸収させた
6.5のうちアンモニアを吸収してない塩酸に水酸化ナトリウムを加え、中和させた。
そして、別の実験として、試料溶液Aから10mlはかり、過剰量の塩化バリウム水溶液を加えると硫酸バリウムの白色沈殿が起こった
と解釈したのですが、

NH4NO3からは1mol、(NH4)2SO4からは2molNH3ができるから、Zの方を2倍するまでは理解できたのですが、1.2✖️10の−3乗はどこから来たのですか？

＞上に書いてますが、問4の答えから🙇

ゆる

教えてくださりありがとうございました🙇‍♀️
1.2✖️10の−３乗問4の答えを用いるところまでは理解できたのですが、
①上のピンクの蛍光ペンのところなのですが、そもそもなぜアンモニアを求めたのですか？そして、アンモニウムイオンとアンモニアの物質量が1:1だから…に続くのですか？？もし、1：1じゃなかった時はどうするのか教えて欲しいです

②その後が頭混乱してしまい、よくわからなかったのですが、
下の方の蛍光ペンの部分で硫酸アンモニウムだけが反応しているのにはわけがあるのですか？硝酸アンモニウムは反応しないのですか？
全体的にどうやってこの問題の答えに導くのかがよくわからなくて、🍇こつぶ🐡さんはこの問題を見てどう導くのか流れ教えて欲しいです🙇‍♀️

お手数をおかけしてしまいすみませんがお時間がある時に教えていただけると幸いです🙇‍♀️

🍇こつぶ🐡

上に既に書いたのですが、理解が追いつかないようですね。

①上のピンクの蛍光ペンのところなのですが、そもそもなぜアンモニアを求めたのですか？
＞アンモニアと塩酸を中和させているから。

そして、アンモニウムイオンとアンモニアの物質量が1:1だから…に続くのですか？？
＞それが青とピンクの間の式に続く。

もし、1：1じゃなかった時はどうするのか教えて欲しいです
＞1:2なら2倍すればよいし、比で考える。
1:1というのは、NH4+からNH3が1molできることを言っている。

②下の方の蛍光ペンの部分で硫酸アンモニウムだけが反応しているのにはわけがあるのですか？硝酸アンモニウムは反応しないのですか？
＞しません。硫酸イオンで沈殿するのは硫酸バリウムだけ。硝酸バリウムだと塩化バリウムで沈殿しない。だからzが求まる。

(i)のy,zを含む式と(ii)のzを含む式からzが求まり、その値を(i)に代入し、yが求まる。

確かに、単純な逆滴定ではないので、解答を見て理解するのが難しい問題かもしれません。

この問題の難しい部分は、実験Ⅰで資料溶液Aをつくり、実験ⅡとⅢで別々にAを10mL使い反応させている。

問4の実験Ⅱが逆滴定で、ここで塩酸molを求め、この値を問5の酸のmolとして(i)と組合せる。実験Ⅲは硫酸バリウム沈殿反応(ii)を作り、(i)(ii)の連立から最終的な比を求める🙇

ゆる

教えてくださりありがとうございました🙇‍♀️
手順教えてくださりありがとうございました🙇‍♀️
実験Ⅰで資料溶液Aをつくり、実験ⅡとⅢで別々にAを10mL使い反応させたのですね…そこがよくわからなかったので助かりました！！
いただいたアドバイスをもとに再度自分で解いてみます！！
本当に何度ありがとうございました😊

🍇こつぶ🐡

読んでも頭で理解しづらい場合は、図示して実験を分けて書いた方が良いです🙇