Question

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問題の1行目に濃度が書かれているのになぜ3行目に書かれている濃度は、1行目に書かれていた前提となる濃度と異なるのですか？水酸化ナトリウムが加えられたことによるならばニッケルの濃度も変化すると思うのですが、解説ではニッケルは1行目の濃度で考えているのもよくわかりません…。

第2問 次の問い (問1~3)に答えよ。
15
〔解答番号 8
問1 Cr3+ と Ni²+ を含む強酸性水溶液に塩基を加えていくと, 水酸化物の沈殿が
生じる。 このとき, 次式の平衡が成立する。
Cr(OH)3 Cr 3 + + 3OH -
Ksp = [Cr3+] [OH-] 3
Ni (OH)2 Ni²+ + 2OH ¯
K'sp = [Ni²+] [OH-] 2
この二つの溶解度積 Ks と K'D は水酸化物イオン濃度[OH-] を含むので,
沈殿が生じているときの水溶液中の金属イオン濃度はpHによって決まる。 こ
れらの関係は図1の直線で示される。 次ページの問い (ab) に答えよ。 ただ
し 水溶液の温度は一定とする。
・濃度
[mol/L]
1 x 10°
1 x 10-1
1 x 10-2
1 x 10 -3
1 x 10-4
-5
1 x 10′
1 x 10-6
1 x 10 -7
-8
1 x 10¯
1 2 3 4
Cr3+
5
pH
図1
Ni2+
6 7 8 9

b
Cr3+ と Ni²+ を 1.0×10mol/Lずつ含む強酸性水溶液に水酸化ナトリ
ウム水溶液を徐々に加えて, Cr3+ をCr (OH)」 の沈殿として分離したい。 こ
こでは, 水溶液中のCr 3 + の濃度が1.0 × 10 - mol/L 未満であり,しかも
Ni (OH)2が沈殿していないときに, Cr3+ を分離できたものとする。そのた
めには pH の範囲をどのようにすればよいか。 有効数字2桁で次の形式で表
12 に当てはまる数字を,下の①~⑩のうちから一
すとき, 9
つずつ選べ。ただし, 同じものを繰り返し選んでもよい。 なお, 水酸化ナト
リウム水溶液を加えても水溶液の体積は変化しないものとする。
9
① 1
6
6
10 < pH <
(2) 2
⑦ 7
11
3③ 3
⑧
12
4 4
9
9
5
0 0

b 図1を利用して考えればよい。 図1の直線のグ
ラフは, pHに対して各金属イオンが溶けうる最大の濃
度(飽和濃度) を表している。 金属イオンの濃度が自身の
直線より下側にあるときは,その金属イオンは沈殿しな
いが,上側にあるときは直線上の濃度になるまで沈殿が
生じる。 図1を見ると 1.0 × 10 'mol/LのCrはpH
<4では直線の下側になるので沈殿を生じないが, pH
> 4 では直線の上側になるので沈殿を生じる。一方, 1.0
×10mol/LのNiはpH<5.9では沈殿を生じない
が, pH > 5.9 では沈殿を生じる。 Cr3+ の濃度を 1.0×
10mol/L 未満にするには, pH > 5.0 にする必要があ
るが, Ni²+ を沈殿させないためにはpH5.9 にする必
要がある。
よって 求める pHの範囲は, 5.0 <pH5.9 である。
傾き-3の直線
傾き-2の直線
金属イオン濃度
(mol/L)
1 x 10°
1 × 10-¹
1 x 10-²
1 x 10-3
1 x 10-4
1x 10~
1 x 10-6
1x 10-1
1x 10 - 8
2
Cr (OH),
が沈殿
3
Cr³+
5
PH
6
Ni²+
7
8

Answer 1

✨ 最佳解答 ✨

おぐりん

クロムイオンの一部はCr(OH)3として沈殿するため水溶液のクロムイオンの濃度は水酸化ナトリウムを加えた後の方が小さくなります。
ニッケルイオンは沈殿しておらず、水溶液のニッケルイオンの濃度は変化しません。
クロムイオンのみを沈殿させニッケルイオンとクロムイオンを分離させることがこの操作の目的です。

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なんか変なところで突っかかっていた様ですね笑笑ありがとうございます😊！