分析化学の問題

$0.0200\mathrm{mol}{\mathrm{L}}^{-1}$ の $\mathrm{M}{\mathrm{g}}^{2+}$ 水溶液 $25.0\mathrm{mL}$ を、pH $10.0$ に緩衝した条件で $0.0200\mathrm{mol}{\mathrm{L}}^{-1}$ の EDTA 水溶液で滴定する。EDTA 水溶液を $30.0\mathrm{mL}$ 加えた時点での $\mathrm{pMg}=-{\log }_{10}[\mathrm{M}{\mathrm{g}}^{2+}]$ を小数第 2 位まで求めよ。

ただし、$\mathrm{Mg}{\mathrm{Y}}^{2-}$ の生成定数を $K_f=\frac{[\mathrm{Mg}{\mathrm{Y}}^{2-}]}{[\mathrm{M}{\mathrm{g}}^{2+}][{\mathrm{Y}}^{4-}]}=5.0\times 10^8\mathrm{L}\mathrm{mo}{\mathrm{l}}^{-1}$、pH $10.0$ で錯体を作っていない EDTA のうち ${\mathrm{Y}}^{4-}$ として存在する割合を ${\alpha }_{{\mathrm{Y}}^{4-}}=0.40$、${\log }_{10}2=0.30$ とする。$\mathrm{M}{\mathrm{g}}^{2+}$ は EDTA 以外とは錯体をつくらず、$\mathrm{M}{\mathrm{g}}^{2+}$ と EDTA は $1:1$ で錯体をつくるものとする。混合後の体積は混ぜた溶液の体積の和に等しいとし、$\mathrm{Mg}{\mathrm{Y}}^{2-}$ の解離による $\mathrm{Mg}{\mathrm{Y}}^{2-}$ と過剰な EDTA の濃度の変化は無視できるものとする。

塩化ナトリウム $\mathrm{NaCl}$ と塩化カリウム $\mathrm{KCl}$ だけからなる混合物 $1.330\mathrm{g}$ を水に溶かし、十分な量の硝酸銀水溶液を加えたところ、塩化物イオンがすべて塩化銀 $\mathrm{AgCl}$ として沈殿し、乾燥後の沈殿の質量は $2.870\mathrm{g}$ であった。混合物中の $\mathrm{KCl}$ の含有率（質量パーセント、単位は %）を有効数字 3 桁で求めよ。式量は $\mathrm{NaCl}=58.5$、$\mathrm{KCl}=74.5$、$\mathrm{AgCl}=143.5$ とする。

塩化ナトリウム $\mathrm{NaCl}$ と塩化カリウム $\mathrm{KCl}$ だけからなる混合物の試料 $0.5000\mathrm{g}$ を水に溶かした。これに硝酸銀水溶液を過剰に加え、塩化物イオンをすべて塩化銀 $\mathrm{AgCl}$ として沈殿させた。沈殿をろ過・洗浄・乾燥してひょう量したところ、質量は $1.0672\mathrm{g}$ であった。試料中の $\mathrm{KCl}$ の質量パーセントは何 % か。有効数字 3 桁で求めよ。ただし、原子量は $\mathrm{Na}=22.99$、$\mathrm{K}=39.10$、$\mathrm{Cl}=35.45$、$\mathrm{Ag}=107.87$ とする。

鉄を含む試料 $0.500\mathrm{g}$ を酸に溶かし、含まれる鉄をすべて水酸化鉄(III) として沈殿させたのち、強熱して酸化鉄(III) $\mathrm{F}{\mathrm{e}}_2{\mathrm{O}}_3$ に変えた。得られた $\mathrm{F}{\mathrm{e}}_2{\mathrm{O}}_3$ の質量は $0.400\mathrm{g}$ であった。試料中の鉄 $\mathrm{Fe}$ の含有率（質量パーセント、単位は %）を有効数字 3 桁で求めよ。原子量は $\mathrm{Fe}=56.0$、$\mathrm{O}=16.0$ とし、試料中の鉄はすべて $\mathrm{F}{\mathrm{e}}_2{\mathrm{O}}_3$ になったものとする。

$25{}^{\circ }\mathrm{C}$ で、$\mathrm{S}{\mathrm{n}}^{2+}$ を含む塩酸酸性の水溶液を $\mathrm{F}{\mathrm{e}}^{3+}$ の水溶液で滴定する。滴定反応は
$$\mathrm{S}{\mathrm{n}}^{2+}+2\mathrm{F}{\mathrm{e}}^{3+}\to \mathrm{S}{\mathrm{n}}^{4+}+2\mathrm{F}{\mathrm{e}}^{2+}$$
であり、この条件での電極電位（標準水素電極基準）は次の式で表されるとする。
$$E=0.15-\frac{0.0592}{2}{\log }_{10}\frac{[\mathrm{S}{\mathrm{n}}^{2+}]}{[\mathrm{S}{\mathrm{n}}^{4+}]}\mathrm{V},E=0.77-0.0592{\log }_{10}\frac{[\mathrm{F}{\mathrm{e}}^{2+}]}{[\mathrm{F}{\mathrm{e}}^{3+}]}\mathrm{V}$$
溶液中では両方の式が同じ電位 $E$ を与える。当量点における溶液の電位 $E$ は何 V か。有効数字 3 桁で求めよ。