水にはさまざまな塩が溶けており, 海域によって塩分濃度はわずかに異な
る。ある海域から採取した海水を試料として、次の実験を行った。 次ページの
問い (ab)に答えよ。ただし, 用いた試料は陽イオンとしてナトリウムイ
オンとマグネシウムイオン、陰イオンとして塩化物イオンと硫酸イオンのみを
含むとみなすことができ、 その他のイオンは濃度が小さく無視できるものとす
る。
【実験】
1.試料 100gを加熱して水を完全に蒸発させると、3453gの固体が得られ
2.試料100gに十分な量の硝酸銀 AgNO 水溶液を加えると, 白色沈殿が生
じた。 この沈殿をろ過して採取し、乾燥後に質量を測定すると, 7.75g で
あった。 調べたところ, この白色沈殿は塩化銀 AgCl であり, その物質量は
5:40×10mol であった。
3.試料100gに十分な量の塩化バリウム BaCl2 水溶液を加えると, 白色沈殿
が生じた。 この沈殿をろ過して採取し、乾燥後に質量を測定すると, 0.699g.
であった。 調べたところ, この白色沈殿は硫酸バリウム BaSO であり、 そ
の物質量は3,00×10molであった。
量は
【考察】
以上の結果から、試料中の塩化物イオンと硫酸イオンそれぞれの物質量や質
られるが, ナトリウムイオンとマグネシウムイオンそれぞれの物質量
や質量を求めることはできない。 そこで, 化学の文献を調べたところ、 「溶液
は電気的に中性であり, 溶液中の正の電荷の総量と負の電荷の総量を足すと 0
になる」という記載を見つけた。
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文献にあった記載に基づくと、試料中のイオンのモル濃度の関係を表す次
式のアーエに当てはまる数値はどのようになるか。 最も適当な
組合せを、 下の①~5のうちから一つ選べ。ただし、イオンXのモル濃度を
[X]と表す。また、海水のpHは8付近にあるので、水素イオン、水酸化物
イオンの濃度は無視できるものとする。4
y
2
[Na*]x ア+[Mg²"] ×イ
0
②
(③
4
[⑤
ア
① 240×10~²
④ 600×10~2
1
1
1
2
2
1
1
2
2
1
1
[CI]x
5.4.10
| + [SO.]×
② 4.80×10~2
⑤7.20×10
ウ
1
第5回
2
(1
2
1
エ
3.0 x 10'
1
1
1
b 実験結果および考察から 試料 100gに含まれるナトリウムイオンの物質
量を求めると, molになるか。 最も適当な数値を、次の①~⑤のうちか
ら一つ選べ。 5 mol
2
③5.40×10~2
対+2g=6.0×10
