化学平衡の問題

$0.010mol/L$ の硝酸銀 $\mathrm{AgN}{\mathrm{O}}_3$ 水溶液 $100\mathrm{mL}$ に、$0.030mol/L$ の塩化ナトリウム $\mathrm{NaCl}$ 水溶液 $100\mathrm{mL}$ を加えたところ、塩化銀 $\mathrm{AgCl}$ の沈殿が生じた。十分に時間がたった後、溶液中に残っている銀イオン $\mathrm{A}{\mathrm{g}}^{+}$ の濃度は何 $mol/L$ か。有効数字 2 桁で求めよ。ただし、この温度での塩化銀の溶解度積は $K_{\text{sp}}=1.8\times 10^{-10}(mol/L{)}^2$ とし、混合後の溶液の体積は $200\mathrm{mL}$ とする。また、硝酸銀と塩化ナトリウムは水中で完全に電離するものとする。

$25{}^{\circ }\text{C}$ で、$2.0\times 10^{-2}\text{mol/L}$ の塩化マグネシウム ${\text{MgCl}}_2$ 水溶液に、水酸化ナトリウムの固体を少しずつ加えて溶かしていく。水酸化マグネシウム ${\text{Mg(OH)}}_2$ の沈殿が生じ始めるときの水酸化物イオンのモル濃度 $[{\text{OH}}^{-}]$ は何 $\text{mol/L}$ か。有効数字 2 桁で求めよ。ただし、$25{}^{\circ }\text{C}$ における ${\text{Mg(OH)}}_2$ の溶解度積を $K_{\text{sp}}=1.8\times 10^{-11}(\text{mol/L}{)}^3$ とし、水酸化ナトリウムを加えることによる溶液の体積変化は無視できるものとする。また、${\text{MgCl}}_2$ は水中で完全に電離しているものとする。

$25{}^{\circ }\text{C}$ で、塩化物イオン ${\text{Cl}}^{-}$ とクロム酸イオン ${\text{CrO}}_4^{2-}$ をともに $1.0\times 10^{-2}\text{mol/L}$ ずつ含む水溶液がある。この水溶液に硝酸銀 ${\text{AgNO}}_3$ の固体を少しずつ加えて溶かしていくと、はじめに塩化銀 $\text{AgCl}$ の白色沈殿が生じ、さらに加えるとやがてクロム酸銀 ${\text{Ag}}_2{\text{CrO}}_4$ の赤褐色沈殿が生じ始めた。${\text{Ag}}_2{\text{CrO}}_4$ の沈殿が生じ始めた瞬間に水溶液中に残っている ${\text{Cl}}^{-}$ のモル濃度は何 $\text{mol/L}$ か。有効数字 2 桁で求めよ。

ただし、$25{}^{\circ }\text{C}$ における溶解度積を $\text{AgCl}$ について $1.8\times 10^{-10}(\text{mol/L}{)}^2$、${\text{Ag}}_2{\text{CrO}}_4$ について $4.0\times 10^{-12}(\text{mol/L}{)}^3$ とする。${\text{AgNO}}_3$ を加えることによる水溶液の体積変化は無視できるものとする。

$25{}^{\circ }\text{C}$ で、塩化物イオン ${\text{Cl}}^{-}$ をモル濃度 $1.0\times 10^{-2}\text{mol/L}$、クロム酸イオン ${\text{CrO}}_4^{2-}$ をモル濃度 $1.0\times 10^{-2}\text{mol/L}$ ふくむ水溶液がある。この水溶液をかき混ぜながら、硝酸銀 ${\text{AgNO}}_3$ の濃い水溶液を少しずつ加えていくと、はじめに塩化銀 $\text{AgCl}$ の白色沈殿が生じ、やがてクロム酸銀 ${\text{Ag}}_2{\text{CrO}}_4$ の赤褐色沈殿が生じはじめた。${\text{Ag}}_2{\text{CrO}}_4$ の沈殿が生じはじめたときの、水溶液中の ${\text{Cl}}^{-}$ のモル濃度は何 mol/L か。有効数字 2 桁で求めよ。

ただし、$25{}^{\circ }\text{C}$ における溶解度積を $\text{AgCl}$: $K_{\text{sp}}=1.8\times 10^{-10}(\text{mol/L}{)}^2$、${\text{Ag}}_2{\text{CrO}}_4$: $K_{\text{sp}}=4.0\times 10^{-12}(\text{mol/L}{)}^3$ とする。硝酸銀水溶液を加えたことによる体積の変化は無視でき、${\text{Ag}}_2{\text{CrO}}_4$ の沈殿が生じはじめるまでの ${\text{CrO}}_4^{2-}$ の濃度は $1.0\times 10^{-2}\text{mol/L}$ のままとする。

$25{}^{\circ }\text{C}$ で、$0.20\text{mol/L}$ のアンモニア ${\text{NH}}_3$ 水 $100\text{mL}$ に、$0.10\text{mol/L}$ の塩酸 $100\text{mL}$ を加えて混合した。この混合水溶液の pH を小数第 1 位まで求めよ。

ただし、$25{}^{\circ }\text{C}$ におけるアンモニアの電離定数を $K_b=2.0\times 10^{-5}\text{mol/L}$、水のイオン積を $K_w=1.0\times 10^{-14}(\text{mol/L}{)}^2$、${\log }_{10}2=0.30$ とする。混合後の水溶液の体積は混合前の体積の和に等しく、塩酸中の $\text{HCl}$ はアンモニアと完全に反応するものとする。また、混合後の水溶液中では、アンモニアの電離およびアンモニウムイオンの加水分解によるそれぞれの濃度の変化は無視できるものとする。