化学平衡（知識）の問題

アンモニア水中では、アンモニアの一部が電離し、次の電離平衡が成り立っている。

$$\mathrm{N}{\mathrm{H}}_3+{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}\rightleftarrows \mathrm{N}{\mathrm{H}}_4^{+}+\mathrm{O}{\mathrm{H}}^{-}$$

このアンモニア水に、温度を一定に保ったまま塩化アンモニウム $\mathrm{N}{\mathrm{H}}_4\mathrm{Cl}$ の固体を少量加えて溶かした。塩化アンモニウムは水溶液中で完全に電離する。このときの変化について述べた文として最も適当なものを、次のア〜エから 1 つ選べ。ただし、固体を溶かしたことによる溶液の体積の変化は無視できるものとする。

• ア　平衡は右に移動し、アンモニアの電離度は大きくなる。
• イ　平衡は左に移動し、アンモニアの電離度は小さくなる。
• ウ　平衡は左に移動し、アンモニアの電離度は大きくなる。
• エ　平衡は移動せず、アンモニアの電離度は変わらない。

塩化銀 $\mathrm{AgCl}$ は水に溶けにくい塩で、その飽和水溶液では、沈殿として残った塩化銀と溶けたイオンの間に次の溶解平衡が成り立つ（$(\mathrm{s})$ は固体を表す）。

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

このとき、$K_{\mathrm{sp}}=[\mathrm{A}{\mathrm{g}}^{+}][\mathrm{C}{\mathrm{l}}^{-}]$ を塩化銀の溶解度積という。塩化銀の溶解度積と沈殿の生成について述べた文として正しいものを、次のア〜エから 1 つ選べ。ただし、温度は一定に保たれているものとする。

• ア　$\mathrm{A}{\mathrm{g}}^{+}$ を含む水溶液と $\mathrm{C}{\mathrm{l}}^{-}$ を含む水溶液を混合した直後に $[\mathrm{A}{\mathrm{g}}^{+}][\mathrm{C}{\mathrm{l}}^{-}]$ が $K_{\mathrm{sp}}$ より大きくなると、塩化銀の沈殿が生じる。
• イ　塩化銀の飽和水溶液に塩化ナトリウムを溶かすと、塩化銀の溶解度積 $K_{\mathrm{sp}}$ は小さくなる。
• ウ　塩化銀の飽和水溶液に塩化ナトリウムを溶かすと、塩化銀の溶解度は大きくなる。
• エ　$\mathrm{A}{\mathrm{g}}^{+}$ を含む水溶液と $\mathrm{C}{\mathrm{l}}^{-}$ を含む水溶液を混合した直後に $[\mathrm{A}{\mathrm{g}}^{+}][\mathrm{C}{\mathrm{l}}^{-}]$ が $K_{\mathrm{sp}}$ より小さくても、塩化銀の沈殿が生じる。

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っている。

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

温度を $25{}^{\circ }\mathrm{C}$ に保ったまま、$0.10mol/L$ の酢酸水溶液を水で薄めて $0.010mol/L$ にした。薄める前と比べ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、水の電離による ${\mathrm{H}}^{+}$ は無視できるものとする。

• ア　酢酸の電離定数 $K_a$ は大きくなる。
• イ　酢酸の電離度は大きくなる。
• ウ　酢酸の電離定数 $K_a$ は変わらない。
• エ　水素イオン濃度 $[{\mathrm{H}}^{+}]$ は大きくなる。
• オ　酢酸イオン濃度 $[\mathrm{C}{\mathrm{H}}_3\mathrm{CO}{\mathrm{O}}^{-}]$ は小さくなる。