強酸・強塩基の水素イオン濃度と水のイオン積

$25{}^{\circ }\mathrm{C}$ で、$0.010mol/L$ の水酸化バリウム $\mathrm{Ba}(\mathrm{OH}{)}_2$ 水溶液の水素イオン濃度 $[{\mathrm{H}}^{+}]$ は何 $mol/L$ か。有効数字 2 桁で求めよ。ただし、水酸化バリウムは水溶液中で完全に電離するものとし、$25{}^{\circ }\mathrm{C}$ における水のイオン積を $K_w=[{\mathrm{H}}^{+}][\mathrm{O}{\mathrm{H}}^{-}]=1.0\times 10^{-14}(mol/L{)}^2$ とする。

水酸化バリウム ${\text{Ba(OH)}}_2$ の固体 $0.171\text{g}$ を純水に溶かし、$25^{\circ }\text{C}$ で全体の体積を正確に $500\text{mL}$ にした。この水溶液の pH を小数第 $1$ 位まで求めよ。ただし、原子量は $\text{H}=1.0$、$\text{O}=16$、$\text{Ba}=137$ とし、$25^{\circ }\text{C}$ における水のイオン積を $K_{\text{w}}=1.0\times 10^{-14}(\text{mol/L}{)}^2$、${\log }_{10}2=0.30$ とする。また、水酸化バリウムは水溶液中で完全に電離し、空気中の二酸化炭素の影響は無視できるものとする。

$25{}^{\circ }\text{C}$ で、$0.40\text{mol/L}$ のアンモニア水 $50\text{mL}$ に純水を加えて全体を $100\text{mL}$ にした。この水溶液の pH を小数第 1 位まで求めよ。

ただし、$25{}^{\circ }\text{C}$ におけるアンモニアの電離定数を $K_{\text{b}}=2.0\times 10^{-5}\text{mol/L}$、水のイオン積を $K_{\text{w}}=1.0\times 10^{-14}(\text{mol/L}{)}^2$ とし、${\log }_{10}2=0.30$ とする。アンモニアの電離度は $1$ に比べて十分小さいものとし、水の電離による ${\text{OH}}^{-}$ は無視する。

$25{}^{\circ }\text{C}$ で、濃度 $0.20\text{mol/L}$ の酢酸ナトリウム ${\text{CH}}_3\text{COONa}$ 水溶液がある。この水溶液の pH を小数第 1 位まで求めよ。

ただし、$25{}^{\circ }\text{C}$ における酢酸の電離定数を $K_a=2.0\times 10^{-5}\text{mol/L}$、水のイオン積を $K_w=1.0\times 10^{-14}(\text{mol/L}{)}^2$ とする。酢酸ナトリウムは水中で完全に電離し、酢酸イオンの加水分解はわずかで、加水分解する酢酸イオンの割合は 1 に比べて十分小さいものとする。また、水の電離による水酸化物イオンは無視してよい。

$25{}^{\circ }\text{C}$ で、$0.20\text{mol/L}$ のアンモニア ${\text{NH}}_3$ 水 $100\text{mL}$ と、$0.10\text{mol/L}$ の塩化アンモニウム ${\text{NH}}_4\text{Cl}$ 水溶液 $100\text{mL}$ を混合した。この混合水溶液の pH を小数第 1 位まで求めよ。

ただし、$25{}^{\circ }\text{C}$ におけるアンモニアの電離定数を $K_b=2.0\times 10^{-5}\text{mol/L}$、水のイオン積を $K_w=1.0\times 10^{-14}(\text{mol/L}{)}^2$ とし、${\log }_{10}2=0.30$ とする。塩化アンモニウムは水中で完全に電離し、アンモニアの電離とアンモニウムイオンの加水分解はともにわずかで、それによる ${\text{NH}}_3$ と ${\text{NH}}_4^{+}$ の物質量の変化は無視してよい。また、混合による体積の変化はないものとする。

$25{}^{\circ }\text{C}$ で、酢酸ナトリウム ${\text{CH}}_3\text{COONa}$ を水に溶かして $0.20\text{mol/L}$ の水溶液をつくった。この水溶液の pH を小数第 1 位まで求めよ。

ただし、$25{}^{\circ }\text{C}$ における酢酸の電離定数を $K_a=2.0\times 10^{-5}\text{mol/L}$、水のイオン積を $K_w=1.0\times 10^{-14}(\text{mol/L}{)}^2$ とする。酢酸ナトリウムは水中で完全に電離し、加水分解する酢酸イオンの割合は $1$ に比べて十分小さいものとする。また、水の電離による水酸化物イオンは無視してよい。

$25{}^{\circ }\text{C}$ で、$0.20\text{mol/L}$ のアンモニア ${\text{NH}}_3$ 水 $100\text{mL}$ に、$0.10\text{mol/L}$ の塩酸 $100\text{mL}$ を加えて混合した。この混合水溶液の pH を小数第 1 位まで求めよ。

ただし、$25{}^{\circ }\text{C}$ におけるアンモニアの電離定数を $K_b=2.0\times 10^{-5}\text{mol/L}$、水のイオン積を $K_w=1.0\times 10^{-14}(\text{mol/L}{)}^2$、${\log }_{10}2=0.30$ とする。混合後の水溶液の体積は混合前の体積の和に等しく、塩酸中の $\text{HCl}$ はアンモニアと完全に反応するものとする。また、混合後の水溶液中では、アンモニアの電離およびアンモニウムイオンの加水分解によるそれぞれの濃度の変化は無視できるものとする。

$25^{\circ }\text{C}$ で、濃度 $0.050\text{mol/L}$ の希硫酸 $20\text{mL}$ に、濃度 $0.10\text{mol/L}$ の水酸化ナトリウム水溶液 $30\text{mL}$ を加えてよく混ぜた。さらに純水を加えて、全体の体積を正確に $200\text{mL}$ にした。この水溶液の pH を小数第 $1$ 位まで求めよ。

ただし、$25^{\circ }\text{C}$ における水のイオン積を $K_{\text{w}}=1.0\times 10^{-14}(\text{mol/L}{)}^2$、${\log }_{10}2=0.30$ とし、硫酸は $2$ 段階とも完全に電離し、水酸化ナトリウムも完全に電離するものとする。また、水の電離によって生じる ${\text{OH}}^{-}$ は無視できるものとする。

$25^{\circ }\text{C}$ で、濃度 $1.0\times 10^{-2}\text{mol/L}$ の塩酸 $60\text{mL}$ と、濃度 $1.0\times 10^{-2}\text{mol/L}$ の水酸化バリウム ${\text{Ba(OH)}}_2$ 水溶液 $20\text{mL}$ を混合した。混合後の水溶液の pH を小数第 1 位まで求めよ。ただし、塩化水素と水酸化バリウムは水溶液中で完全に電離し、混合後の水溶液の体積は混合前の 2 つの水溶液の体積の和に等しいものとする。必要なら ${\log }_{10}2=0.30$ を用いよ。

$25^{\circ }\text{C}$ で、pH が $1.0$ の塩酸と、pH が $13.0$ の水酸化ナトリウム水溶液がある。この 2 つの水溶液を混合して、合計の体積がちょうど $100\text{mL}$ で pH が $2.0$ の水溶液をつくりたい。混合する塩酸の体積は何 $\text{mL}$ にすればよいか。有効数字 $2$ 桁で答えよ。

ただし、$25^{\circ }\text{C}$ における水のイオン積を $K_{\text{w}}=1.0\times 10^{-14}(\text{mol/L}{)}^2$ とし、塩化水素と水酸化ナトリウムは水溶液中で完全に電離するものとする。また、混合後の水溶液の体積は、混合前の 2 つの水溶液の体積の和に等しく、水の電離によって生じる ${\text{H}}^{+}$ は無視できるものとする。

$25^{\circ }\text{C}$ で、濃度 $5.0\times 10^{-2}\text{mol/L}$ の希硫酸 $100\text{mL}$ に、濃度 $0.20\text{mol/L}$ の水酸化ナトリウム水溶液を $x\text{mL}$ 加えたところ、混合後の水溶液の pH は $13.0$ になった。$x$ の値を有効数字 2 桁で求めよ。ただし、$25^{\circ }\text{C}$ における水のイオン積を $K_{\text{w}}=1.0\times 10^{-14}(\text{mol/L}{)}^2$ とし、硫酸は水溶液中で完全に 2 段階電離し、水酸化ナトリウムは完全に電離するものとする。また、混合後の水溶液の体積は混合前の 2 つの水溶液の体積の和に等しいものとする。