酸と塩基（知識）の問題
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 とする。
水溶液中では、水がわずかに電離して と が生じており、水素イオン濃度 と水酸化物イオン濃度 の積は一定に保たれている。レモン果汁は pH が より小さい酸性の液体であり、その中の と 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。
| a | b | |
|---|---|---|
| ア | 黄 | |
| イ | 黄 | |
| ウ | 黄 | |
| エ | 青 | |
| オ | 青 | |
| カ | 青 |
この問題で使うもの
- 水の電離と pH・身のまわりの物質の液性（説明と入口の問題）
- 酸・アルカリと中和・指示薬（説明と入口の問題）
この問題を解けるようになるまで（6 技能）
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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
水溶液の酸性・中性・塩基性が、 と のどのような関係で決まるかを思い出そう。また、BTB 溶液の色の変化を思い出そう。
ヒント 2
酸性の水溶液では のほうが より多い。BTB 溶液は酸性・中性・塩基性で、黄色・緑色・青色のいずれかを示す。
ヒント 3
a の正しい関係で考えると、ア・エの 2 つに絞れる。あとはセッケン水の液性で BTB 溶液が何色になるかを考えよう。
答えと解説
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エ
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解説を読む
空欄 a
水は のようにわずかに電離しており、 では純水でも酸や塩基の水溶液でも
が成り立つ（水のイオン積）。水溶液の液性は と の大小で決まり、
- 酸性: （pH ）
- 中性: （pH ）
- 塩基性: （pH ）
である。レモン果汁は酸性なので、 である。酸性の水溶液でも は になるわけではなく、 より小さい濃度で存在している。
空欄 b
BTB 溶液は、酸性で黄色、中性で緑色、塩基性で青色を示す指示薬である。セッケン水は塩基性なので、BTB 溶液を加えると青色を示す。
以上より、a は 、b は青で、答えはエである。
ほかの選択肢について
- ア: a は正しいが、黄色は BTB 溶液が酸性で示す色である。
- イ・オ: となるのは中性の水溶液であり、酸性のレモン果汁にはあてはまらない（イは b も誤り）。
- ウ・カ: となるのは塩基性の水溶液である（ウは b も誤り）。
別解
a: 25 °C で は一定。pH が 7 より小さい酸性の水溶液では なので 。b: BTB 溶液は酸性で黄色、中性で緑色、塩基性で青色を示す。セッケン水は塩基性なので青。したがって a は 、b は青で、表の選択肢エ。他の選択肢は、ア・ウ・イ・オ・カのうち、ア・イ・ウは b が黄で誤り、オは a が等しい（中性）で誤り、カは a が （塩基性）で誤り。