酸と塩基（知識）の問題

酸・塩基の価数と強弱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。ただし、強酸・強塩基とは、水溶液中で電離度がほぼ $1$ の酸・塩基のことであり、弱酸・弱塩基とは、電離度が $1$ よりかなり小さい酸・塩基のことである。

• ア　硫酸 ${\mathrm{H}}_2\mathrm{S}{\mathrm{O}}_4$ は、2 価の弱酸である。
• イ　アンモニア $\mathrm{N}{\mathrm{H}}_3$ は、1 価の強塩基である。
• ウ　水酸化カルシウム $\mathrm{Ca}(\mathrm{OH}{)}_2$ は、2 価の強塩基である。
• エ　シュウ酸 $(\mathrm{COOH}{)}_2$ は、1 価の弱酸である。
• オ　リン酸 ${\mathrm{H}}_3\mathrm{P}{\mathrm{O}}_4$ は、3 価の強酸である。

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・塩基の価数・強弱・電離度に関する記述として最も適当なものを、次のア〜オのうちから 1 つ選べ。

• ア　酢酸 $\mathrm{C}{\mathrm{H}}_3\mathrm{COOH}$ は、1 分子中に水素原子を 4 個含むので、4 価の酸である。
• イ　酸の強弱は価数で決まり、2 価の酸である硫酸は 1 価の酸である塩酸よりも必ず強い酸である。
• ウ　アンモニアは水に非常によく溶けるので、強塩基に分類される。
• エ　弱酸の水溶液では、同じ温度で比べると、濃度が小さいほど電離度は大きくなる。
• オ　水酸化カルシウム $\mathrm{Ca}(\mathrm{OH}{)}_2$ は、1 価の強塩基である。

二酸化炭素を水酸化ナトリウム水溶液に十分に通じると炭酸水素ナトリウム $\mathrm{NaHC}{\mathrm{O}}_3$ が、硫酸と水酸化ナトリウムを物質量の比 $1:1$ で反応させると硫酸水素ナトリウム $\mathrm{NaHS}{\mathrm{O}}_4$ が得られる。これらの塩は、もとの酸の水素原子のうち、${\mathrm{H}}^{+}$ として電離しうるものの一部が組成式の中に残っている。

これらの塩の水溶液の液性を調べると、$\mathrm{NaHS}{\mathrm{O}}_4$ の水溶液は酸性を示すが、$\mathrm{NaHC}{\mathrm{O}}_3$ の水溶液は弱い塩基性を示す。このように、塩の水溶液の液性は塩の分類名からは決まらないが、塩の分類そのものは組成によって決まり、この 2 つの塩は同じ分類に属する。

$\mathrm{NaHC}{\mathrm{O}}_3$ や $\mathrm{NaHS}{\mathrm{O}}_4$ のように、酸の $\mathrm{H}$ が残っている塩を何というか。漢字で答えよ。

酸・塩基の定義に関する次の記述のうち、誤っているものを、次のア〜エのうちから 1 つ選べ。

• ア　$\mathrm{HCl}+{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}⟶{\mathrm{H}}_3{\mathrm{O}}^{+}+\mathrm{C}{\mathrm{l}}^{-}$ の反応で、${\mathrm{H}}_2\mathrm{O}$ 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。
• イ　ブレンステッド・ローリーの定義では、水素イオン ${\mathrm{H}}^{+}$ を与える分子やイオンを酸という。この定義は、水溶液中の反応だけでなく、気体どうしの反応にも適用できる。
• ウ　$\mathrm{C}{\mathrm{H}}_3\mathrm{CO}{\mathrm{O}}^{-}+{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}\rightleftarrows \mathrm{C}{\mathrm{H}}_3\mathrm{COOH}+\mathrm{O}{\mathrm{H}}^{-}$ の反応で、$\mathrm{C}{\mathrm{H}}_3\mathrm{CO}{\mathrm{O}}^{-}$ はブレンステッド・ローリーの定義による酸としてはたらいている。
• エ　$\mathrm{N}{\mathrm{H}}_3+{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}\rightleftarrows \mathrm{N}{\mathrm{H}}_4^{+}+\mathrm{O}{\mathrm{H}}^{-}$ の反応で、${\mathrm{H}}_2\mathrm{O}$ はブレンステッド・ローリーの定義による酸としてはたらいている。