化学平衡の問題

$25{}^{\circ }\text{C}$ で、$0.10\text{mol/L}$ の酢酸 ${\text{CH}}_3\text{COOH}$ 水溶液 $200\text{mL}$ に、$0.10\text{mol/L}$ の水酸化ナトリウム $\text{NaOH}$ 水溶液 $100\text{mL}$ を加えてよく混ぜ、水溶液 A をつくった。さらに、水溶液 A に $0.50\text{mol/L}$ の塩酸 $4.0\text{mL}$ を加えてよく混ぜた。このあとの水溶液の pH を小数第 2 位まで求めよ。

ただし、$25{}^{\circ }\text{C}$ における酢酸の電離定数を $K_a=2.0\times 10^{-5}\text{mol/L}$ とし、${\log }_{10}3=0.48$ とする。中和反応は完全に進むものとし、混合による体積の変化はないものとする。また、酢酸の電離と酢酸イオンの加水分解はともにわずかで、それによる酢酸と酢酸イオンの物質量の変化は無視してよい。

$25{}^{\circ }\text{C}$ 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、$2.0\times 10^{-2}\text{mol/L}$ 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、酢酸ナトリウム ${\text{CH}}_3\text{COONa}$ を水に溶かして $0.20\text{mol/L}$ の水溶液をつくった。この水溶液の pH を小数第 1 位まで求めよ。

ただし、$25{}^{\circ }\text{C}$ における酢酸の電離定数を $K_a=2.0\times 10^{-5}\text{mol/L}$、水のイオン積を $K_w=1.0\times 10^{-14}(\text{mol/L}{)}^2$ とする。酢酸ナトリウムは水中で完全に電離し、加水分解する酢酸イオンの割合は $1$ に比べて十分小さいものとする。また、水の電離による水酸化物イオンは無視してよい。

$25{}^{\circ }\text{C}$ 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。