化学平衡（知識）の問題

酢酸と酢酸ナトリウムをいずれも $0.10mol/L$ ずつ含む水溶液 A がある。水溶液 A や緩衝液についての記述として誤っているものを、次のア〜エのうちから 1 つ選べ。

• ア　水溶液 A に少量の塩酸を加えると、加えた ${\mathrm{H}}^{+}$ の大部分は $\mathrm{C}{\mathrm{H}}_3\mathrm{CO}{\mathrm{O}}^{-}$ と結びついて $\mathrm{C}{\mathrm{H}}_3\mathrm{COOH}$ になるので、pH はほとんど変化しない。
• イ　水溶液 A に少量の水酸化ナトリウム水溶液を加えると、加えた $\mathrm{O}{\mathrm{H}}^{-}$ の大部分は $\mathrm{C}{\mathrm{H}}_3\mathrm{COOH}$ と反応して $\mathrm{C}{\mathrm{H}}_3\mathrm{CO}{\mathrm{O}}^{-}$ と ${\mathrm{H}}_2\mathrm{O}$ になるので、pH はほとんど変化しない。
• ウ　水溶液 A 中では、酢酸ナトリウムの電離で生じた多量の $\mathrm{C}{\mathrm{H}}_3\mathrm{CO}{\mathrm{O}}^{-}$ のため、酢酸の電離度は、同じ濃度の酢酸だけを含む水溶液よりも大きくなっている。
• エ　アンモニアと塩化アンモニウムを含む水溶液も、少量の酸や塩基を加えたときに pH がほとんど変化しない緩衝液としてはたらく。

次の文中の空欄 a・b に入る語句（化学式）の組み合わせとして正しいものを、下のア〜エのうちから 1 つ選べ。ただし、温度は一定に保つものとする。

酢酸 $\mathrm{C}{\mathrm{H}}_3\mathrm{COOH}$ と酢酸ナトリウム $\mathrm{C}{\mathrm{H}}_3\mathrm{COONa}$ をほぼ同じ物質量ずつ溶かした水溶液は、緩衝液としてはたらく。この水溶液中では、酢酸ナトリウムはほぼ完全に電離しており、酢酸は電離平衡
$$\mathrm{C}{\mathrm{H}}_3\mathrm{COOH}\rightleftarrows \mathrm{C}{\mathrm{H}}_3\mathrm{CO}{\mathrm{O}}^{-}+{\mathrm{H}}^{+}$$
が左に大きくかたよっているため、$\mathrm{C}{\mathrm{H}}_3\mathrm{COOH}$ と $\mathrm{C}{\mathrm{H}}_3\mathrm{CO}{\mathrm{O}}^{-}$ がともに多量に存在している。

この水溶液に少量の水酸化ナトリウム水溶液を加えると、加えた $\mathrm{O}{\mathrm{H}}^{-}$ はおもに（　a　）と反応して水に変わる。また、少量の塩酸を加えると、加えた ${\mathrm{H}}^{+}$ はおもに（　b　）と結びつく。そのため、いずれの場合も水溶液の pH はほとんど変化しない。

酢酸は水溶液中で一部が電離し、次の電離平衡が成り立つ。

$$\mathrm{C}{\mathrm{H}}_3\mathrm{COOH}\rightleftarrows \mathrm{C}{\mathrm{H}}_3\mathrm{CO}{\mathrm{O}}^{-}+{\mathrm{H}}^{+}$$

温度を $25{}^{\circ }\mathrm{C}$ に保ったまま、$0.10mol/L$ の酢酸水溶液に次の操作を行ったときの変化について述べた文として正しいものを、次のア〜オからすべて選べ。ただし、酢酸ナトリウムは水溶液中で完全に電離するものとする。

• ア　水を加えて薄めると、酢酸の電離定数 $K_{\mathrm{a}}$ は大きくなる。
• イ　水を加えて薄めると、酢酸の電離度は大きくなる。
• ウ　水を加えて薄めると、水溶液の水素イオン濃度 $[{\mathrm{H}}^{+}]$ は大きくなる。
• エ　酢酸ナトリウムの固体を溶かすと、酢酸の電離平衡は右向き（電離する向き）に移動する。
• オ　酢酸ナトリウムの固体を溶かすと、酢酸の電離度は小さくなる。

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 $\mathrm{N}{\mathrm{H}}_4{}^{+}$ と $\mathrm{C}{\mathrm{l}}^{-}$ を生じている。一方、アンモニアの電離 $\mathrm{N}{\mathrm{H}}_3+{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}\rightleftarrows \mathrm{N}{\mathrm{H}}_4{}^{+}+\mathrm{O}{\mathrm{H}}^{-}$ は、多量に存在する $\mathrm{N}{\mathrm{H}}_4{}^{+}$ のためにほとんど進まず、アンモニアの大部分は $\mathrm{N}{\mathrm{H}}_3$ 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 ${\mathrm{H}}^{+}$ 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 $\mathrm{O}{\mathrm{H}}^{-}$ 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。

塩化銀 $\mathrm{AgCl}$ の固体を水に加えてよくかき混ぜ、固体の一部が溶け残った状態で、次の溶解平衡が成り立つようにした。

$$\mathrm{AgCl}\text{(固)}\rightleftarrows \mathrm{A}{\mathrm{g}}^{+}+\mathrm{C}{\mathrm{l}}^{-}$$

この溶液に、温度を一定に保ったまま、塩化ナトリウム $\mathrm{NaCl}$ の濃い水溶液を少量加えてよくかき混ぜ、再び平衡状態にした。ただし、加えた水溶液による溶液の体積の変化は無視でき、$\mathrm{NaCl}$ は水溶液中で完全に電離しているものとする。また、$\mathrm{A}{\mathrm{g}}^{+}$ と $\mathrm{C}{\mathrm{l}}^{-}$ は上の溶解平衡以外の反応を起こさないものとする。

$\mathrm{NaCl}$ 水溶液を加える前と、加えた後に再び平衡状態になったときを比べた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　$[\mathrm{A}{\mathrm{g}}^{+}]$ が小さくなるので、$\mathrm{AgCl}$ の溶解度積も小さくなる。
• イ　$[\mathrm{A}{\mathrm{g}}^{+}][\mathrm{C}{\mathrm{l}}^{-}]$ の値は、加える前の溶解度積の値より大きいまま保たれる。
• ウ　$[\mathrm{A}{\mathrm{g}}^{+}]$ は小さくなり、溶け残っている $\mathrm{AgCl}$ の固体の量は増える。
• エ　$[\mathrm{A}{\mathrm{g}}^{+}]$ と $[\mathrm{C}{\mathrm{l}}^{-}]$ はどちらも小さくなる。
• オ　溶け残っていた $\mathrm{AgCl}$ の固体の一部が溶け、$[\mathrm{A}{\mathrm{g}}^{+}]$ は大きくなる。