酸と塩基の問題

炭酸カルシウム ${\text{CaCO}}_3$ と、酸とも塩基とも反応しない不純物だけからなる石灰石の粉末がある。この粉末 $0.500\text{g}$ をビーカーにとり、濃度 $0.500\text{mol/L}$ の塩酸 $25.0\text{mL}$ を加えたところ、気体を発生しながら炭酸カルシウムはすべて溶けた。この溶液をおだやかに加熱して、溶けている二酸化炭素を完全に追い出したのち冷却し、フェノールフタレインを指示薬として濃度 $0.200\text{mol/L}$ の水酸化ナトリウム水溶液で滴定したところ、中和点までに $17.5\text{mL}$ を要した。

この石灰石に含まれる炭酸カルシウムの質量パーセントは何 % か。有効数字 $2$ 桁で答えよ。ただし、原子量は $\text{C}=12$、$\text{O}=16$、$\text{Ca}=40$ とし、加熱によって塩化水素は失われないものとする。

市販の食酢をホールピペットで $10.0\text{mL}$ とり、メスフラスコに入れて純水を加え、全体を正確に $100\text{mL}$ にした。このうすめた水溶液 $10.0\text{mL}$ をコニカルビーカーにとり、フェノールフタレインを指示薬として濃度 $0.100\text{mol/L}$ の水酸化ナトリウム水溶液で滴定したところ、中和点までに $7.20\text{mL}$ を要した。

もとの食酢中の酢酸 ${\text{CH}}_3\text{COOH}$ のモル濃度は何 $\text{mol/L}$ か。有効数字 $2$ 桁で答えよ。ただし、食酢中で水酸化ナトリウムと反応する酸は酢酸だけであるものとする。

濃度が正確にわからない水酸化ナトリウム水溶液を使って、食酢に含まれる酢酸の濃度を調べる実験を行った。

実験 1: シュウ酸二水和物 $(\text{COOH}{)}_2\cdot 2{\text{H}}_2\text{O}$ の結晶 $0.630\text{g}$ を純水に溶かし、メスフラスコで全体を正確に $100\text{mL}$ にした。この水溶液 $10.0\text{mL}$ をホールピペットでとり、フェノールフタレインを指示薬として水酸化ナトリウム水溶液で滴定したところ、終点までに $10.0\text{mL}$ を要した。

実験 2: 食酢を純水で正確に 10 倍にうすめた。このうすめた水溶液 $10.0\text{mL}$ をホールピペットでとり、フェノールフタレインを指示薬として実験 1 と同じ水酸化ナトリウム水溶液で滴定したところ、終点までに $7.50\text{mL}$ を要した。

うすめる前の食酢中の酢酸 ${\text{CH}}_3\text{COOH}$ のモル濃度は何 mol/L か。有効数字 3 桁で求めよ。ただし、原子量は $\text{H}=1.0$, $\text{C}=12$, $\text{O}=16$ とし、食酢に含まれる酸は酢酸だけとする。

塩酸と硫酸の混合水溶液 A がある。A について、次の実験 1・2 を行った。

実験 1: A を $10.0\text{mL}$ とり、フェノールフタレインを指示薬として濃度 $0.100\text{mol/L}$ の水酸化ナトリウム水溶液で滴定したところ、中和点までに $16.0\text{mL}$ を要した。

実験 2: A を別に $10.0\text{mL}$ とり、塩化バリウム水溶液を十分に加えたところ、白色の沈殿として硫酸バリウム ${\text{BaSO}}_4$ が生じた。この沈殿をろ過・乾燥して質量をはかると $0.0699\text{g}$ であった。

A に含まれる塩化水素 $\text{HCl}$ のモル濃度は何 $\text{mol/L}$ か。有効数字 $2$ 桁で答えよ。ただし、原子量は $\text{O}=16$、$\text{S}=32$、$\text{Ba}=137$ とし、実験 2 で $\text{A}$ 中の硫酸イオンはすべて硫酸バリウムとして沈殿し、硫酸バリウムの水への溶解は無視できるものとする。

炭酸ナトリウム ${\text{Na}}_2{\text{CO}}_3$ と炭酸水素ナトリウム ${\text{NaHCO}}_3$ だけからなる固体の混合物 $2.32\text{g}$ を純水に溶かし、メスフラスコで全体の体積を正確に $100\text{mL}$ にした。この水溶液から $10.0\text{mL}$ をホールピペットでとり、メチルオレンジを指示薬として濃度 $0.100\text{mol/L}$ の塩酸で滴定したところ、終点までに塩酸 $35.0\text{mL}$ を要した。終点では、炭酸ナトリウムと炭酸水素ナトリウムはすべて塩酸と反応して塩化ナトリウム、水、二酸化炭素になったものとする。もとの混合物に含まれていた炭酸水素ナトリウムの質量は何 g か。有効数字 3 桁で求めよ。ただし、原子量は $\text{H}=1.0$, $\text{C}=12$, $\text{O}=16$, $\text{Na}=23$ とする。