酸と塩基（知識）の問題

水の電離と水溶液の pH、身のまわりの物質の液性について述べた次の記述のうち、最も適当なものを、次のア〜オのうちから 1 つ選べ。

• ア　純水に塩化水素を溶かすと、水溶液中の水素イオン濃度 $[{\mathrm{H}}^{+}]$ は大きくなり、水酸化物イオン濃度 $[\mathrm{O}{\mathrm{H}}^{-}]$ も大きくなる。
• イ　水溶液の pH が $1$ 小さくなると、水素イオン濃度 $[{\mathrm{H}}^{+}]$ は $\frac{1}{10}$ 倍になる。
• ウ　酸性の水溶液中にも水酸化物イオンはわずかに存在し、温度が一定ならば $[{\mathrm{H}}^{+}]$ と $[\mathrm{O}{\mathrm{H}}^{-}]$ の積は一定の値になる。
• エ　大気中の二酸化炭素が溶けこんでいるため、汚染されていない雨水も弱い塩基性を示す。
• オ　セッケン水は弱い酸性を示すので、青色リトマス紙を赤色に変える。

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、下の表のア〜カのうちから 1 つ選べ。ただし、温度は $25{}^{\circ }\mathrm{C}$ とする。

水溶液中では、水がわずかに電離して ${\mathrm{H}}^{+}$ と $\mathrm{O}{\mathrm{H}}^{-}$ が生じており、水素イオン濃度 $[{\mathrm{H}}^{+}]$ と水酸化物イオン濃度 $[\mathrm{O}{\mathrm{H}}^{-}]$ の積は一定に保たれている。レモン果汁は pH が $7$ より小さい酸性の液体であり、その中の $[{\mathrm{H}}^{+}]$ と $[\mathrm{O}{\mathrm{H}}^{-}]$ の関係は（ a ）である。また、セッケン水は塩基性を示す液体なので、セッケン水に BTB（ブロモチモールブルー）溶液を加えると（ b ）色を示す。

水の電離・pH・身のまわりの物質の液性に関する記述のうち、正しいものはどれか。あてはまるものを、次のア〜オからすべて選べ。ただし、温度はすべて $25^{\circ }\mathrm{C}$ とする。

• ア　純水では、水素イオン濃度 $[{\mathrm{H}}^{+}]$ と水酸化物イオン濃度 $[\mathrm{O}{\mathrm{H}}^{-}]$ は等しい。
• イ　pH $3$ の水溶液の $[{\mathrm{H}}^{+}]$ は、pH $5$ の水溶液の $[{\mathrm{H}}^{+}]$ の $2$ 倍である。
• ウ　食酢は酸性を示す。
• エ　セッケン水は酸性を示す。
• オ　酸性の水溶液中には、$\mathrm{O}{\mathrm{H}}^{-}$ はまったく存在しない。

アレニウスの定義では、酸とは水に溶けて水素イオン ${\mathrm{H}}^{+}$ を生じる物質である。しかし、実際の水溶液中では ${\mathrm{H}}^{+}$ は単独では存在せず、水分子と結びついている。たとえば、塩化水素を水に溶かすと、次の反応が起こる。

$$\mathrm{HCl}+{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}⟶\mathrm{C}{\mathrm{l}}^{-}+{\mathrm{H}}_3{\mathrm{O}}^{+}$$

ブレンステッド・ローリーの定義で考えると、この反応では $\mathrm{HCl}$ が水分子に ${\mathrm{H}}^{+}$ を与える酸、水分子が ${\mathrm{H}}^{+}$ を受け取る塩基としてはたらいている。このとき、水分子の酸素原子の非共有電子対が ${\mathrm{H}}^{+}$ と配位結合して生じる 1 価の陽イオン ${\mathrm{H}}_3{\mathrm{O}}^{+}$ を何というか。名称をカタカナを用いて答えよ。

酸・塩基の定義に関する記述として正しいものを、次のア〜オのうちから 1 つ選べ。

• ア　アレニウスの定義では、水に溶けて水酸化物イオン $\mathrm{O}{\mathrm{H}}^{-}$ を生じる物質を酸という。
• イ　ブレンステッド・ローリーの定義では、相手に水素イオン ${\mathrm{H}}^{+}$ を与える分子やイオンを塩基という。
• ウ　反応 $\mathrm{C}{\mathrm{H}}_3\mathrm{CO}{\mathrm{O}}^{-}+{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}\rightleftarrows \mathrm{C}{\mathrm{H}}_3\mathrm{COOH}+\mathrm{O}{\mathrm{H}}^{-}$ の右向きの反応において、${\mathrm{H}}_2\mathrm{O}$ はブレンステッド・ローリーの定義による塩基としてはたらいている。
• エ　気体の塩化水素と気体のアンモニアが反応して塩化アンモニウムが生じる反応 $\mathrm{HCl}+\mathrm{N}{\mathrm{H}}_3⟶\mathrm{N}{\mathrm{H}}_4\mathrm{Cl}$ において、$\mathrm{N}{\mathrm{H}}_3$ はブレンステッド・ローリーの定義による塩基としてはたらいている。
• オ　ブレンステッド・ローリーの定義では、水 ${\mathrm{H}}_2\mathrm{O}$ は反応する相手の物質によらず、常に酸としてはたらく。