化学平衡の問題

$25{}^{\circ }\text{C}$ 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、$2.0\times 10^{-2}\text{mol/L}$ 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、$2.0\times 10^{-3}\text{mol/L}$ の硝酸銀 ${\text{AgNO}}_3$ 水溶液 $50\text{mL}$ と、$1.0\times 10^{-2}\text{mol/L}$ の塩化ナトリウム $\text{NaCl}$ 水溶液 $50\text{mL}$ を混合したところ、塩化銀 $\text{AgCl}$ の白色沈殿が生じた。十分に時間がたって溶解平衡に達したとき、水溶液中の銀イオンのモル濃度 $[{\text{Ag}}^{+}]$ 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 $\text{AgCl}$ の溶解度積を $K_{\text{sp}}=1.8\times 10^{-10}(\text{mol/L}{)}^2$ とし、混合後の水溶液の体積は混合前の体積の和 $100\text{mL}$ に等しいとする。また、${\text{AgNO}}_3$ と $\text{NaCl}$ は水溶液中で完全に電離しているものとする。

$25{}^{\circ }\text{C}$ 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。

$25{}^{\circ }\text{C}$ で、$0.20\text{mol/L}$ の酢酸 ${\text{CH}}_3\text{COOH}$ 水溶液 $500\text{mL}$ に水酸化ナトリウム $\text{NaOH}$ の固体を少しずつ加えて溶かしたところ、水溶液の pH は $5.0$ になった。続いて、この水溶液に塩化水素 $\text{HCl}$ の気体を吹き込んで完全に溶かし、pH を $4.7$ にした。吹き込んだ $\text{HCl}$ の物質量は何 $\text{mol}$ か。有効数字 2 桁で求めよ。

ただし、$25{}^{\circ }\text{C}$ における酢酸の電離定数を $K_a=2.0\times 10^{-5}\text{mol/L}$、${\log }_{10}2=0.30$ とする。$\text{NaOH}$ や $\text{HCl}$ を溶かしたことによる水溶液の体積変化は無視できるものとし、加えた $\text{NaOH}$ と $\text{HCl}$ はそれぞれ酢酸・酢酸イオンと完全に反応するものとする。また、この水溶液中では、酢酸の電離および酢酸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。