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酸と塩基(知識)の問題

難易度 2教科書の章末問題レベル高校化学 酸と塩基(知識)

次の文中の空欄 a・b に入る語句の組み合わせとして最も適当なものを、下のア〜エのうちから 1 つ選べ。

酢酸水溶液を水酸化ナトリウム水溶液で中和滴定すると、中和点で生じる塩の水溶液は加水分解によって a を示す。そのため、滴定曲線の pH が急激に変化する部分は a 側にかたよる。この滴定の指示薬としては、変色域がこの急激な変化の部分に含まれる b が適している。

ab
ア酸性メチルオレンジ
イ塩基性フェノールフタレイン
ウ塩基性メチルオレンジ
エ酸性フェノールフタレイン

この問題で使うもの

この問題を解けるようになるまで(9 技能)
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  1. 原子・分子と化学式
  2. イオンと電離・電解質
  3. 酸・アルカリと中和・指示薬
  4. アレニウスとブレンステッド・ローリーの酸・塩基の定義
  5. 酸・塩基の価数・強弱と電離度
  6. 中和反応と塩の分類
  7. 水の電離と pH・身のまわりの物質の液性
  8. 塩の水溶液の液性
  9. 指示薬の変色域と滴定曲線

ヒント

行き詰まったら、上から順に 1 つずつ開いてください。

ヒント 1

中和点で生じる塩の水溶液の性質と、指示薬の変色域の位置を思い出そう。

ヒント 2

弱酸と強塩基の中和で生じる塩は加水分解する。また、指示薬は変色域が滴定曲線の pH の急激な変化の部分に入るものを選ぶ。

ヒント 3

酢酸ナトリウムの水溶液の性質がわかれば a が決まり、選択肢は 2 つに絞れる。残りは、フェノールフタレインとメチルオレンジのどちらの変色域がその側にあるかで決まる。

答えと解説

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イ

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正解はイである。

空欄 a: 弱酸である酢酸と強塩基である水酸化ナトリウムが中和すると、塩として酢酸ナトリウム が生じる。酢酸イオンは水と反応して

のように を生じる(塩の加水分解)ので、中和点の水溶液は塩基性を示す。そのため、滴定曲線で pH が急激に変化する部分(pH の飛躍)は塩基性側(およそ pH 7〜11)にかたよる。

空欄 b: 指示薬は、変色域が pH の急激な変化の部分に含まれるものを選ぶ。フェノールフタレインの変色域は塩基性側(およそ pH 8〜10)、メチルオレンジの変色域は酸性側(およそ pH 3〜4.5)である。pH の急激な変化が塩基性側にかたよっているので、フェノールフタレインが適している。メチルオレンジは、中和点よりかなり手前の、pH がゆるやかに変化している範囲で色が変わるので、中和点を正しく知ることができない。

各選択肢について:
- ア: a が誤り(中和点は塩基性)。b のメチルオレンジも、この滴定には適さない。
- ウ: a は正しいが、b が誤り。メチルオレンジの変色域は酸性側にあり、pH の急激な変化の部分に含まれない。
- エ: b は正しいが、a が誤り。酸性を示すのは、強酸と弱塩基の中和で生じる塩(例: 塩化アンモニウム)の水溶液である。

別解

中和点で生じる塩は酢酸ナトリウム CH3COONa(弱酸と強塩基の塩)。CH3COO- + H2O ⇌ CH3COOH + OH- と加水分解して OH- を生じるので、水溶液は塩基性を示す(a = 塩基性)。そのため pH が急激に変化する部分は塩基性側(pH 約 7〜10)にかたよる。この範囲に変色域(pH 8.0〜9.8)が含まれるのはフェノールフタレインで、メチルオレンジの変色域(pH 3.1〜4.4)は含まれない(b = フェノールフタレイン)。選択肢: ア(酸性)は a が誤り。イ(塩基性・フェノールフタレイン)は正しい。ウは b が誤り。エは a・b とも誤り。したがって正解はイ。

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