溶解度積と沈殿の生成

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。

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。

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。