共通イオン効果

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。

アンモニア水中では、アンモニアの一部が水と反応して、次の電離平衡が成り立っている。
$$\mathrm{N}{\mathrm{H}}_3+{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}\rightleftarrows \mathrm{N}{\mathrm{H}}_4^{+}+\mathrm{O}{\mathrm{H}}^{-}$$
この水溶液に塩化アンモニウム $\mathrm{N}{\mathrm{H}}_4\mathrm{Cl}$ を加えて溶かすと、$\mathrm{N}{\mathrm{H}}_4\mathrm{Cl}$ はほぼ完全に電離して $\mathrm{N}{\mathrm{H}}_4^{+}$ が増えるため、上の平衡は左に移動し、アンモニアの電離度は小さくなる。

このように、電離平衡にある水溶液に、その平衡に含まれるイオンと同じ種類のイオンを生じる物質を加えたとき、平衡が移動して弱電解質の電離が抑えられる現象を何というか。

硫酸バリウム $\mathrm{BaS}{\mathrm{O}}_4$ は水に溶けにくい塩で、その飽和水溶液中では次の溶解平衡が成り立つ。
$$\mathrm{BaS}{\mathrm{O}}_4\text{(固)}\rightleftarrows \mathrm{B}{\mathrm{a}}^{2+}+\mathrm{S}{\mathrm{O}}_4{}^{2-}$$
硫酸バリウムの溶解度積を $K_{\mathrm{sp}}$ とする。硫酸バリウムと $K_{\mathrm{sp}}$ についての記述として正しいものを、次のア〜オからすべて選べ。ただし、硫酸ナトリウムは水によく溶け、水中で完全に電離するものとする。

• ア　$K_{\mathrm{sp}}$ の値は、温度が一定であれば一定である。
• イ　$\mathrm{B}{\mathrm{a}}^{2+}$ と $\mathrm{S}{\mathrm{O}}_4{}^{2-}$ を含む水溶液で、$[\mathrm{B}{\mathrm{a}}^{2+}][\mathrm{S}{\mathrm{O}}_4{}^{2-}]$ の値が $K_{\mathrm{sp}}$ より小さいとき、硫酸バリウムの沈殿が生じる。
• ウ　$\mathrm{B}{\mathrm{a}}^{2+}$ と $\mathrm{S}{\mathrm{O}}_4{}^{2-}$ を含む水溶液で、$[\mathrm{B}{\mathrm{a}}^{2+}][\mathrm{S}{\mathrm{O}}_4{}^{2-}]$ の値が $K_{\mathrm{sp}}$ より大きくなると、硫酸バリウムの沈殿が生じる。
• エ　硫酸バリウムの固体が溶け残った飽和水溶液に、さらに硫酸バリウムの固体を加えてかき混ぜると、$[\mathrm{B}{\mathrm{a}}^{2+}]$ は大きくなる。
• オ　硫酸バリウムの飽和水溶液に硫酸ナトリウムを溶かすと、硫酸バリウムの沈殿が生じる。

次の文中の空欄 a・b に入る語句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、温度は常に一定に保つものとする。

弱酸である酢酸は、水溶液中でその一部だけが電離し、次の電離平衡が成り立っている。
$$\mathrm{C}{\mathrm{H}}_3\mathrm{COOH}\rightleftarrows \mathrm{C}{\mathrm{H}}_3\mathrm{CO}{\mathrm{O}}^{-}+{\mathrm{H}}^{+}$$
酢酸水溶液に水を加えて薄めていくと、酢酸の電離度は（　a　）。

また、もとの濃度の酢酸水溶液に少量の塩酸を加えると、塩化水素の電離によって ${\mathrm{H}}^{+}$ の濃度が大きくなり、上の平衡が移動する。その結果、酢酸の電離度は（　b　）。

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。

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。

塩化銀 $\mathrm{AgCl}$ は水にわずかに溶け、その飽和水溶液中では次の溶解平衡が成り立つ。
$$\mathrm{AgCl}\text{(固)}\rightleftarrows \mathrm{A}{\mathrm{g}}^{+}+\mathrm{C}{\mathrm{l}}^{-}$$
$\mathrm{AgCl}$ の溶解度積を $K_{\mathrm{sp}}=[\mathrm{A}{\mathrm{g}}^{+}][\mathrm{C}{\mathrm{l}}^{-}]$ とする。温度はつねに一定に保たれているものとして、$\mathrm{AgCl}$ の溶解と沈殿についての記述として正しいものを、次のア〜エのうちから 1 つ選べ。

• ア　$\mathrm{AgCl}$ の溶解度積 $K_{\mathrm{sp}}$ の値は、水溶液中に共存する $\mathrm{C}{\mathrm{l}}^{-}$ の濃度が大きいほど大きくなる。
• イ　$\mathrm{A}{\mathrm{g}}^{+}$ 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、$[\mathrm{A}{\mathrm{g}}^{+}][\mathrm{C}{\mathrm{l}}^{-}]$ の値が $K_{\mathrm{sp}}$ より小さければ、$\mathrm{AgCl}$ の沈殿が生じる。
• ウ　$\mathrm{AgCl}$ の飽和水溶液に硝酸銀 $\mathrm{AgN}{\mathrm{O}}_3$ 水溶液を少量加えると、共通イオン効果により $\mathrm{AgCl}$ の溶解度は大きくなる。
• エ　$\mathrm{AgCl}$ が溶け残っている飽和水溶液に塩化ナトリウム $\mathrm{NaCl}$ を加えて溶かすと、$\mathrm{AgCl}$ がさらに沈殿し、水溶液中の $[\mathrm{A}{\mathrm{g}}^{+}]$ は加える前より小さくなる。

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。

1 価の弱酸 $\mathrm{HA}$ の水溶液では、次の電離平衡が成り立っている。
$$\mathrm{HA}\rightleftarrows {\mathrm{H}}^{+}+{\mathrm{A}}^{-}$$
温度は常に一定に保つものとし、$\mathrm{HA}$ の電離度は $1$ に比べて十分に小さいとする。また、$\mathrm{HA}$ のナトリウム塩 $\mathrm{NaA}$ は水中で完全に電離するものとする。この $\mathrm{HA}$ の水溶液についての記述として正しいものを、次のア〜カからすべて選べ。

• ア　水を加えて $\mathrm{HA}$ の濃度を小さくすると、$\mathrm{HA}$ の電離度は大きくなる。
• イ　水を加えて $\mathrm{HA}$ の濃度を $\frac{1}{4}$ 倍にすると、$\mathrm{HA}$ の電離度はおよそ $2$ 倍になる。
• ウ　水を加えて $\mathrm{HA}$ の濃度を小さくすると、$\mathrm{HA}$ の電離定数は大きくなる。
• エ　水を加えて $\mathrm{HA}$ の濃度を小さくすると、水溶液中の水素イオン濃度 $[{\mathrm{H}}^{+}]$ は大きくなる。
• オ　この水溶液に $\mathrm{NaA}$ を溶かすと、$\mathrm{HA}$ の電離度は小さくなる。
• カ　この水溶液に少量の塩酸を加えると、電離平衡が右に移動し、$\mathrm{HA}$ の電離度は大きくなる。