Question

頭悪い人

塩の溶解度の問題について
「少ない方のイオンの物質量に合わせる」と書いているのですが、それは何故ですか？

R31.32
48. 塩の溶解度05分)
ある場所で採取した海水100gを30℃で濃縮して塩を析出させる実験を行った。 この海水 100gに
含まれるおもなイオン (Na+, Mg2+, Ca²+, CI-, SO²-) の物質量を表1に示す。 この実験で NaCl,
Na2SO4, CaCl2, CaSO4 の中で最初と2番目に析出する塩の組合せとして最も適当なものを、 下の①
~ ⑨ のうちから一つ選べ。 なお, 表2に30℃における NaCl, Na2SO4, CaCl2, CaSO
飽和水溶液100g に含まれる塩の物質量を示す。 また, 海水と純粋な水に対する塩の溶解性は変わらな
いものとし、Mg2+ の塩の生成については無視してよい。
Na+
Mg2+
Ca2+
CI-
SO42-
NaCl
Na₂SO4
CaCl2
CaSO4
①
②
⑦
8
表1
海水 100gに含まれるおもなイオンの物質量[mol]
0.047
0.0053
0.0010
0.055
最初に析出する塩
NaCl
NaCl
NaCl
Na2SO4
Na2SO4
Na2SO4
CaSO4
CaSO4
CaSO4
0.0022
表2
30℃における塩の飽和水溶液100g に含まれる
塩の物質量[mol]
0.45
0.21
20.45
0.0015
2番目に析出する塩
Na2SO4
CaCl2
CaSO4
NaCl
CaCl2
CaSO4
NaCl
Na2SO4
CaCl2
山
[2020 追試〕

30
48
48
問題文のポイント･･･ 表1と表2より
表1
海水 100gに含まれるおもなイオンの物質量[mol]
0.047
0,0053
0.0010
0.055
0.0022
CI
0.055 mol
SO22-
0.0022 mol
Na
Mg2+
Ca2+
CIT
SO. -
第1編 編未演習
NaCl
Na₂SO.
CaCl2
CaSO4
表2
30℃における塩の飽和水溶液100g に含まれる
塩の物質量[mol]
解説
表1のイオンの物質量から, 海水100g に含まれると考
えられる塩の物質量を求める。 組成式を考慮しながら,
少ないほうのイオンの物質量に合わせて求めると,
Na+
Ca2+
0.047 mol
NaCl
0.0010 mol
CaCl2
0.047 mol
0.0010 mol
0.45
Na2SO4
0.0022 mol
0.21
0.45
0.0015
CaSO4
0.0010 mol
これらを濃縮していって, 最初と2番目に析出する塩を
選べばよい。 海水と飽和水溶液に含まれる塩の物質量を
比較すると、次の表のようになる。
海水100g中の塩
0.047 mol
0.0022 mol
0.0010 mol
0.0010 mol
飽和水溶液100g中
の塩
0.45 mol
0.21 mol
0.45 mol
0.0015 mol
NaCl
Na2SO4
CaCl2
CaSO4
NaCl は約 10 倍に濃縮すると析出する。
Na2SO4 は約100 倍に濃縮すると析出する。
CaCl2 は 450 倍に濃縮すると析出する。
CaSO4 は 1.5倍に濃縮すると析出する。
したがって, CaSO4 が最初に析出し, NaClが2番目に
析出することがわかる。
よって, 塩の組合せとして最も適当なものは, ⑦
表1よりそれぞれの海水 10 19
この物質量を読み取り
mol含まれているのか把測す。
NaCl
Na2SO4
CaCl2
CaSO4
表2よりそれぞれの塩が始れの
液100g |
gに含まれる物質量をあら
a ②b ③
問題文のポイント ・・･ 図
補足 仮に、10倍に濃縮した海水が100gあるとし
れに含まれると考えられる塩の物質量を求めてみる。
溶液と比較してみると,次のようになる。
10倍濃縮後の海水
100g中の塩
0.47 mol
0.022 mol
0.010 mol
0.010 mol
問題文のポイント
も近い数値を下の Q
とする。また、密閉容
いるものとする。
飽和水溶液 100
の塩
0.45mol
0.21 mol
0.45 mol
0.0015 mol
-------
解説
図1より 10
度は 1.75×1
おけるO2の
2.5g
最初に析出してくる CaSO はもちろん, NaCl も飽和水
中の物質量をこえていることがわかる。 よって2番目
出する塩は NaCl となる。
なお、塩の析出により海水中のイオンは減少するの
CaSO が析出した後のCaCl2, Na2SO4 は, 表の値より
らに少なくなっている。
7
溶解度 〔×10mol/L水]
2.0
O2 に
1
よっ
図度ル
b 図
NE
日
1

溶解度