無機物質の問題

硝酸銀 ${\text{AgNO}}_3$ と硝酸銅(II) ${\text{Cu(NO}}_3{)}_2$ だけを水に溶かした水溶液がある。この水溶液に希塩酸を十分に加えたところ白色沈殿が生じ、ろ過して乾燥させた沈殿の質量は $2.87\text{g}$ であった。次に、ろ液に硫化水素 ${\text{H}}_2\text{S}$ を十分に通じたところ黒色沈殿が生じ、ろ過して乾燥させた沈殿の質量は $1.44\text{g}$ であった。

はじめに水に溶かした硝酸銀と硝酸銅(II) の質量の合計は何 g か。有効数字 2 桁で求めよ。

ただし、原子量は $\text{N}=14$、$\text{O}=16$、$\text{S}=32$、$\text{Cl}=35.5$、$\text{Cu}=64$、$\text{Ag}=108$ とする。白色沈殿は塩化銀 $\text{AgCl}$、黒色沈殿は硫化銅(II) $\text{CuS}$ であり、銀イオンは塩化銀として、銅(II)イオンは硫化銅(II) としてそれぞれすべて沈殿するものとする。また、希塩酸を加えたときに銅(II)イオンは沈殿せず、沈殿の溶解は無視する。

塩化マグネシウム ${\text{MgCl}}_2$ と塩化アルミニウム ${\text{AlCl}}_3$ をそれぞれ $0.100\text{mol/L}$ ずつ含む水溶液 $100\text{mL}$ に、$1.00\text{mol/L}$ の水酸化ナトリウム $\text{NaOH}$ 水溶液 $56.0\text{mL}$ を加えてよくかき混ぜた。このとき生じている沈殿の質量は何 g か。有効数字 2 桁で求めよ。

ただし、原子量は $\text{H}=1.0$、$\text{O}=16$、$\text{Mg}=24$、$\text{Al}=27$ とする。水酸化物イオンは、まずマグネシウムイオンとアルミニウムイオンをすべて水酸化マグネシウム ${\text{Mg(OH)}}_2$ と水酸化アルミニウム ${\text{Al(OH)}}_3$ として沈殿させるのに使われ、残った水酸化物イオンは次の反応で水酸化アルミニウムを溶かすのに使われるものとする。
$${\text{Al(OH)}}_3+{\text{OH}}^{-}⟶[{\text{Al(OH)}}_4{]}^{-}$$
また、水酸化マグネシウムは過剰の水酸化ナトリウム水溶液に溶けず、沈殿の水への溶解は無視する。

鉄 $\text{Fe}$ と硫化鉄(II) $\text{FeS}$ だけからなる混合物に十分な量の希塩酸を加えたところ、混合物はすべて反応し、気体が発生した。発生した気体の体積は、$0{}^{\circ }\text{C}$、$1.013\times 10^5\text{Pa}$ で $672\text{mL}$ であった。この気体をすべて十分な量の硫酸銅(II) ${\text{CuSO}}_4$ 水溶液に通じたところ、硫化銅(II) $\text{CuS}$ の黒色沈殿が $1.92\text{g}$ 生じた。

はじめの混合物の質量は何 g か。有効数字 2 桁で求めよ。

ただし、原子量は $\text{S}=32$、$\text{Fe}=56$、$\text{Cu}=64$ とし、$0{}^{\circ }\text{C}$、$1.013\times 10^5\text{Pa}$ における気体のモル体積は $22.4\text{L/mol}$ とする。発生した気体は理想気体とみなし、希塩酸には溶けないものとする。また、気体中の硫化水素はすべて硫化銅(II) として沈殿し、水素は硫酸銅(II) 水溶液と反応しないものとする。

炭酸水素ナトリウム ${\text{NaHCO}}_3$ と炭酸ナトリウム ${\text{Na}}_2{\text{CO}}_3$ だけからなる混合物 $4.86\text{g}$ を試験管に入れ、質量が変化しなくなるまで十分に加熱したところ、固体の質量は $0.620\text{g}$ 減少した。加熱後に残った固体をすべて水に溶かし、十分な量の塩酸を加えたとき、発生する二酸化炭素 ${\text{CO}}_2$ の体積は $0{}^{\circ }\text{C}$、$1.013\times 10^5\text{Pa}$ で何 mL か。有効数字 2 桁で求めよ。

ただし、原子量は $\text{H}=1.0$、$\text{C}=12$、$\text{O}=16$、$\text{Na}=23$ とし、$0{}^{\circ }\text{C}$、$1.013\times 10^5\text{Pa}$ における気体のモル体積は $22.4\text{L/mol}$ とする。加熱により炭酸水素ナトリウムはすべて分解し、生じた水と二酸化炭素はすべて試験管から出ていき、炭酸ナトリウムは加熱によって分解しないものとする。また、塩酸を加えたときに生じる二酸化炭素はすべて気体として発生し、水に溶けないものとする。

硝酸銀 ${\text{AgNO}}_3$、硝酸亜鉛 ${\text{Zn(NO}}_3{)}_2$、硝酸アルミニウム ${\text{Al(NO}}_3{)}_3$ だけを溶かした水溶液 A がある。水溶液 A に含まれる陰イオンは硝酸イオンだけ（水の電離による ${\text{OH}}^{-}$ は無視する）で、硝酸イオンの濃度は $0.500\text{mol/L}$ である。この水溶液 A について、次の操作を行った。

操作 1: 水溶液 A を $50.0\text{mL}$ とり、過剰のアンモニア水を加えてよくかき混ぜたところ、白色沈殿が生じた。この沈殿をろ過して洗い、強熱してすべて酸化アルミニウム ${\text{Al}}_2{\text{O}}_3$ に変えたところ、質量は $0.255\text{g}$ であった。

操作 2: 操作 1 のろ液（洗液を含む）に過剰の希塩酸を加えて酸性にしたところ、白色沈殿が生じた。この沈殿をろ過・乾燥して質量をはかると $0.574\text{g}$ であった。

各沈殿の生成は完全に進み、ろ過や洗浄による損失はないものとする。原子量は $\text{O}=16$, $\text{Al}=27$, $\text{Cl}=35.5$, $\text{Ag}=108$ とする。水溶液 A の亜鉛イオン ${\text{Zn}}^{2+}$ のモル濃度は何 $\text{mol/L}$ か。有効数字 2 桁で求めよ。