化学平衡（知識）の問題

難易度 4国公立二次の標準レベル高校化学化学平衡（知識）

アンモニアと塩化アンモニウムをほぼ同じ物質量ずつ溶かした水溶液について、次の文を読み、下の問いに答えよ。

この水溶液中では、塩化アンモニウムはほぼ完全に電離して $N H_{4}^{+}$ と $C l^{-}$ を生じている。一方、アンモニアの電離 $N H_{3} + H_{2} O ⇄ N H_{4}^{+} + O H^{-}$ は、多量に存在する $N H_{4}^{+}$ のためにほとんど進まず、アンモニアの大部分は $N H_{3}$ 分子のまま存在している。

この水溶液に少量の塩酸を加えると、加えた $H^{+}$ は主に（ a ）と反応して消費される。また、少量の水酸化ナトリウム水溶液を加えると、加えた $O H^{-}$ は主に（ b ）と反応して消費される。このため、いずれの場合も水溶液の pH はほとんど変化しない。

文中の空欄（ a ）・（ b ）に入る化学式の組み合わせとして最も適当なものを、次のア〜オから 1 つ選べ。

	a	b
ア	$N H_{4}^{+}$	$N H_{3}$
イ	$C l^{-}$	$N H_{4}^{+}$
ウ	$N H_{3}$	$N H_{4}^{+}$
エ	$N H_{3}$	$C l^{-}$
オ	$N H_{4}^{+}$	$C l^{-}$

この問題で使うもの

緩衝液のはたらきとしくみ（説明と入口の問題）

この問題を解けるようになるまで（18 技能）

算数中学高校大学大学院

読み込み中…

右端（太枠）がこの問題で使う技能です。左へドラッグすると、さらに前の前提をさかのぼれます。技能を押すと、そこまでの道筋が光ります。

一覧で見る（前提が先）

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

緩衝液の中に多量に存在する、弱塩基 $N H_{3}$ とその塩から生じた $N H_{4}^{+}$ が、それぞれ酸・塩基のどちらとしてはたらくかを考えよう。

ヒント 2

$H^{+}$ を受け取れるのは塩基、 $O H^{-}$ に $H^{+}$ を与えられるのは酸である。 $C l^{-}$ は強酸の陰イオンなので、 $H^{+}$ とも $O H^{-}$ ともほとんど反応しない。

ヒント 3

$C l^{-}$ を含む組み合わせ（イ・エ・オ）は除ける。残るアとウのうち、 $H^{+}$ を受け取るのが $N H_{3}$ と $N H_{4}^{+}$ のどちらかを考えよう。

答えと解説

答えを見る

ウ

結果を記録する（このブラウザにだけ保存されます）:

解説を読む

この水溶液（緩衝液）には、塩基である $N H_{3}$ と、その共役酸である $N H_{4}^{+}$ がどちらも多量に存在している。

（a）少量の酸を加えたとき: 加えた $H^{+}$ は、塩基である $N H_{3}$ に受け取られる。
$N H_{3} + H^{+} ⟶ N H_{4}^{+}$
よって a は $N H_{3}$ である。

（b）少量の塩基を加えたとき: 加えた $O H^{-}$ は、酸としてはたらく $N H_{4}^{+}$ から $H^{+}$ を受け取る。
$N H_{4}^{+} + O H^{-} ⟶ N H_{3} + H_{2} O$
よって b は $N H_{4}^{+}$ である。

どちらの場合も、加えた $H^{+}$ や $O H^{-}$ が消費され、 $N H_{3}$ と $N H_{4}^{+}$ の量の比が少し変わるだけなので、pH はほとんど変化しない。したがって正解はウである。

他の選択肢について:
- ア: a と b が逆である。 $N H_{4}^{+}$ は $H^{+}$ を与える側（酸）なので、 $H^{+}$ を受け取ることはない。また $N H_{3}$ は $O H^{-}$ と反応しない。
- イ: $C l^{-}$ は強酸である塩酸の陰イオンであり、水溶液中で $H^{+}$ とほとんど結合しない（ $HCl$ は水中でほぼ完全に電離する）ので、a に入らない。
- エ: $C l^{-}$ は $O H^{-}$ と反応しないので、b に入らない。
- オ: a・b のどちらも誤りである（ $N H_{4}^{+}$ は $H^{+}$ を受け取らず、 $C l^{-}$ は $O H^{-}$ と反応しない）。

別解

H+ を加えると、塩基としてはたらく NH3 と $N H_{3} + H^{+} \to N H_{4}^{+}$ のように反応して消費される。よって (a) は NH3。
OH- を加えると、酸としてはたらく NH4+ と $N H_{4}^{+} + O H^{-} \to N H_{3} + H_{2} O$ のように反応して消費される。よって (b) は NH4+。
Cl- は強酸の陰イオンで、H+ とも OH- とも反応しないので、イ・エ・オは誤り。ア(a が NH4+)は H+ と反応しないので誤り。
組み合わせはウ。

この問題の確認

AI が作成した問題です。公開前に次の確認を行いました。

別の AI が答えを見ずに 3 回解き、3 回とも同じ答えになりました
AI の査読で、条件・解説・表記を確認しました
答えの正しさについて慎重に扱うべき点が見つからなかったため、自動で公開しました

確認の方法について

間違いを報告する

この問題の誤り・分かりにくい点・難易度や学年のずれを知らせる

	a	b
ア	$C H_{3} CO O^{-}$	$C H_{3} COOH$
イ	$N a^{+}$	$C H_{3} CO O^{-}$
ウ	$C H_{3} COOH$	$N a^{+}$
エ	$C H_{3} COOH$	$C H_{3} CO O^{-}$