において、モル濃度 の硫酸 水溶液がある。硫酸は強酸であり、この水溶液中で 2 段階とも完全に電離しているものとする。この水溶液の水素イオン濃度 は何 か。有効数字 2 桁で求めよ。ただし、水の電離によって生じる は無視できるものとする。
酸と塩基
扱うテーマ: 中和反応と中和滴定の量的関係、pH と水素イオン濃度（強酸・強塩基）、塩の加水分解と液性、逆滴定・二段階中和
難易度の目安（高校化学）
- 難易度 1 教科書の例題レベル
- 難易度 2 教科書の章末問題レベル
- 難易度 3 共通テストレベル
- 難易度 4 国公立二次の標準レベル
- 難易度 5 難関大の二次レベル
で、 の水酸化バリウム 水溶液の水素イオン濃度 は何 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、 における水のイオン積を とする。
の硫酸 水溶液 をちょうど中和するのに必要な の水酸化ナトリウム 水溶液の体積は何 か。整数で求めよ。
次の 5 種類の塩をそれぞれ水に溶かして水溶液をつくった。水溶液が塩基性を示すものはいくつあるか。整数で答えよ。
塩化ナトリウム 、酢酸ナトリウム 、塩化アンモニウム 、炭酸ナトリウム 、硝酸カリウム
で、 の硝酸 水溶液の pH を求めよ。ただし、硝酸は水溶液中で完全に電離するものとし、答えは整数で答えよ。
濃度が正確にわかっている のシュウ酸 標準溶液 をホールピペットでコニカルビーカーにとり、フェノールフタレイン溶液を数滴加えた。これに濃度のわからない水酸化ナトリウム 水溶液をビュレットから滴下したところ、 加えたところで溶液がうすい赤色になり、ちょうど中和した。この水酸化ナトリウム水溶液のモル濃度は何 か。有効数字 2 桁で求めよ。
次の (1)〜(4) は、ビュレットから滴下する水溶液と、コニカルビーカーに入れた水溶液の組み合わせで、それぞれ中和滴定を行ったものである。どの水溶液の濃度も である。各滴定で、中和点付近で pH が急激に変化した範囲（pH ジャンプの範囲）を、あわせて示す。
(1) 塩酸 に水酸化ナトリウム 水溶液を滴下する。pH ジャンプの範囲は pH 〜
(2) 酢酸 水溶液に水酸化ナトリウム 水溶液を滴下する。pH ジャンプの範囲は pH 〜
(3) アンモニア 水に塩酸 を滴下する。pH ジャンプの範囲は pH 〜
(4) シュウ酸 水溶液に水酸化カリウム 水溶液を滴下する（2 段階目の中和点）。pH ジャンプの範囲は pH 〜
フェノールフタレインの変色域は pH 〜、メチルオレンジの変色域は pH 〜 とする。指示薬は、その変色域が pH ジャンプの範囲と重なる（共通の pH の値をもつ）ときに使え、重ならないときは使えないものとする。
(1)〜(4) のうち、指示薬としてフェノールフタレインは使えるが、メチルオレンジは使えないものはいくつあるか。その個数を求めよ。
で、濃度 の塩酸がある。塩化水素 は水中で完全に電離するものとし、水の電離によって生じる も考える。 における水のイオン積を 、 とする。
この塩酸の pH を小数第 1 位まで求めよ。
で、 の塩酸 に、 の水酸化ナトリウム水溶液 を加えてよく混ぜた。塩化水素と水酸化ナトリウムは水中で完全に電離し、混合後の水溶液の体積は混合前の体積の和に等しいものとする。
混合後の水溶液の pH を求めよ。
ある量のアンモニア を、 の硫酸 にすべて吸収させた。アンモニアは硫酸と完全に反応し、硫酸は余った。この水溶液に残った硫酸を の水酸化ナトリウム 水溶液で滴定したところ、中和までに を要した。
吸収させたアンモニアの体積は、標準状態（、）で何 か。標準状態の気体のモル体積を とし、有効数字 2 桁で求めよ。
水酸化ナトリウム と炭酸ナトリウム を含む水溶液がある。この水溶液全量にフェノールフタレインを加え、 の塩酸で滴定したところ、 加えたところで赤色が消えた。続けてメチルオレンジを加えて滴定を続けたところ、さらに 加えたところで黄色が赤色に変わった。
フェノールフタレインの変色までには
の反応がすべて終わり、その後メチルオレンジの変色までに
の反応がすべて終わるものとする。はじめの水溶液に含まれていた水酸化ナトリウムの物質量は何 か。有効数字 2 桁で求めよ。
次の 種類の塩を、それぞれ純水に溶かして で濃度 の水溶液をつくった。
これらの水溶液のうち、塩基性を示すものは何種類あるか。
市販の食酢をホールピペットで とり、メスフラスコに入れて純水を加え、全体を正確に にした。このうすめた水溶液 をコニカルビーカーにとり、フェノールフタレインを指示薬として濃度 の水酸化ナトリウム水溶液で滴定したところ、中和点までに を要した。
もとの食酢中の酢酸 のモル濃度は何 か。有効数字 桁で答えよ。ただし、食酢中で水酸化ナトリウムと反応する酸は酢酸だけであるものとする。
で、次の (a)〜(f) の組み合わせについて、それぞれ酸の水溶液 と塩基の水溶液 を混合した。用いた水溶液の濃度はすべて である。
(a) 塩酸 と水酸化ナトリウム 水溶液
(b) 酢酸 水溶液と水酸化ナトリウム 水溶液
(c) 塩酸 とアンモニア 水
(d) 硫酸 と水酸化ナトリウム 水溶液
(e) 硝酸 と水酸化バリウム 水溶液
(f) 硫酸 と水酸化バリウム 水溶液
混合後の水溶液（沈殿が生じた場合はその上澄み液）が酸性を示す組み合わせは何通りあるか。ただし、強酸・強塩基は水溶液中で完全に電離しているものとする。
水酸化バリウム の固体 を純水に溶かし、 で全体の体積を正確に にした。この水溶液の pH を小数第 位まで求めよ。ただし、原子量は 、、 とし、 における水のイオン積を 、 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。
水に溶けにくい水酸化カルシウム の固体の質量を、逆滴定によって求める実験を行った。ある質量の水酸化カルシウムを、濃度 の塩酸 に加えたところ、すべて反応して溶けた。この水溶液に残っている塩化水素を、フェノールフタレインを指示薬として濃度 の水酸化ナトリウム水溶液で滴定したところ、終点までに を要した。
はじめに加えた水酸化カルシウムの質量は何 g か。有効数字 3 桁で求めよ。ただし、原子量は , , とし、水酸化カルシウムには不純物が含まれないものとする。
ある量のアンモニア の気体を、濃度 の希硫酸 にすべて吸収させた。この水溶液に残っている硫酸を、メチルオレンジを指示薬として濃度 の水酸化ナトリウム水溶液で滴定したところ、中和点までに を要した。
吸収させたアンモニアの体積は、標準状態（, ）で何 mL か。有効数字 2 桁で求めよ。
ただし、アンモニアは希硫酸にすべて吸収されて硫酸と完全に反応し、標準状態における気体のモル体積を とする。また、メチルオレンジの変色域では、生じたアンモニウムイオンは水酸化ナトリウムと反応しないものとする。
濃度が正確にわからない水酸化ナトリウム水溶液を用いて、次の操作 1・2 を行った。
操作 1: シュウ酸二水和物 の結晶 を純水に溶かし、メスフラスコを用いて全体を正確に にした。このシュウ酸水溶液 をホールピペットでとり、フェノールフタレインを指示薬として水酸化ナトリウム水溶液で滴定したところ、中和点までに を要した。
操作 2: 濃度未知の希硫酸 をホールピペットでとり、同じ水酸化ナトリウム水溶液で滴定したところ、中和点までに を要した。
この希硫酸のモル濃度は何 か。有効数字 桁で答えよ。ただし、原子量は 、、 とする。
炭酸ナトリウム と炭酸水素ナトリウム だけを溶質として含む水溶液がある。この水溶液 をとり、フェノールフタレインを指示薬として濃度 の塩酸で滴定したところ、 加えたところで溶液の赤色が消えた。続いてメチルオレンジを加えて同じ塩酸で滴定を続けたところ、さらに 加えたところで溶液の色が黄色から赤色に変わった。
もとの水溶液中の炭酸水素ナトリウムのモル濃度は何 か。有効数字 桁で答えよ。ただし、滴定中に二酸化炭素が溶液から失われることによる影響は考えないものとする。
塩酸と硫酸の混合水溶液 A がある。A について、次の実験 1・2 を行った。
実験 1: A を とり、フェノールフタレインを指示薬として濃度 の水酸化ナトリウム水溶液で滴定したところ、中和点までに を要した。
実験 2: A を別に とり、塩化バリウム水溶液を十分に加えたところ、白色の沈殿として硫酸バリウム が生じた。この沈殿をろ過・乾燥して質量をはかると であった。
A に含まれる塩化水素 のモル濃度は何 か。有効数字 桁で答えよ。ただし、原子量は 、、 とし、実験 2 で 中の硫酸イオンはすべて硫酸バリウムとして沈殿し、硫酸バリウムの水への溶解は無視できるものとする。
で、濃度 の希硫酸 に、濃度 の水酸化ナトリウム水溶液 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 にした。この水溶液の pH を小数第 位まで求めよ。
ただし、 における水のイオン積を 、 とし、硫酸は 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 は無視できるものとする。
濃度が正確にわからない水酸化ナトリウム水溶液を使って、食酢に含まれる酢酸の濃度を調べる実験を行った。
実験 1: シュウ酸二水和物 の結晶 を純水に溶かし、メスフラスコで全体を正確に にした。この水溶液 をホールピペットでとり、フェノールフタレインを指示薬として水酸化ナトリウム水溶液で滴定したところ、終点までに を要した。
実験 2: 食酢を純水で正確に 10 倍にうすめた。このうすめた水溶液 をホールピペットでとり、フェノールフタレインを指示薬として実験 1 と同じ水酸化ナトリウム水溶液で滴定したところ、終点までに を要した。
うすめる前の食酢中の酢酸 のモル濃度は何 mol/L か。有効数字 3 桁で求めよ。ただし、原子量は , , とし、食酢に含まれる酸は酢酸だけとする。
で、次の 10 種類の塩をそれぞれ純水に溶かし、濃度 の水溶液をつくった。
, , , , , , , , ,
これらの水溶液のうち、酸性を示すものはいくつあるか。その数を求めよ。
で、濃度 の塩酸 と、濃度 の水酸化バリウム 水溶液 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 を用いよ。
で、濃度 の塩酸 をとり、純水を加えて全体の体積を正確に にした。この水溶液の pH を有効数字 2 桁で求めよ。
ただし、温度は に保たれ、塩化水素は水溶液中で完全に電離するものとする。また、 における水のイオン積を とし、水の電離による も考慮すること。空気中の二酸化炭素の溶解は無視し、必要なら を用いよ。
ある濃度の水酸化ナトリウム水溶液を空気中に放置したところ、空気中の二酸化炭素を吸収し、水酸化ナトリウムの一部が炭酸ナトリウムに変化した。この水溶液 をとり、フェノールフタレインを指示薬として の塩酸で滴定したところ、 加えたところで溶液の赤色が消えた。続いてメチルオレンジを加えて同じ塩酸で滴定を続けたところ、さらに 加えたところで溶液の色が黄色から赤色に変わった。
二酸化炭素を吸収する前の水酸化ナトリウム水溶液のモル濃度は何 か。有効数字 桁で答えよ。ただし、二酸化炭素の吸収や放置による水溶液の体積の変化は無視でき、水溶液中には水酸化ナトリウムと炭酸ナトリウム以外の溶質は含まれていないものとする。
炭酸カルシウム と、酸とも塩基とも反応しない不純物だけからなる石灰石の粉末がある。この粉末 をビーカーにとり、濃度 の塩酸 を加えたところ、気体を発生しながら炭酸カルシウムはすべて溶けた。この溶液をおだやかに加熱して、溶けている二酸化炭素を完全に追い出したのち冷却し、フェノールフタレインを指示薬として濃度 の水酸化ナトリウム水溶液で滴定したところ、中和点までに を要した。
この石灰石に含まれる炭酸カルシウムの質量パーセントは何 % か。有効数字 桁で答えよ。ただし、原子量は 、、 とし、加熱によって塩化水素は失われないものとする。
で、pH が の塩酸と、pH が 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 で pH が の水溶液をつくりたい。混合する塩酸の体積は何 にすればよいか。有効数字 桁で答えよ。
ただし、 における水のイオン積を 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 は無視できるものとする。
で、濃度 のアンモニア水 に、濃度 の塩酸を少しずつ加えて中和滴定を行った。アンモニアと塩化水素が過不足なく反応した点（中和点）の水溶液では、生じたアンモニウムイオン のうち物質量で が水と反応（加水分解）していた。
この中和点における水溶液の pH を小数第 位まで求めよ。ただし、 とし、塩化水素と塩化アンモニ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体積の和に等しく、水の電離によって生じる は無視できるものとする。
空気中の二酸化炭素の割合を調べるために、次の実験を行った。
標準状態（、）に換算して の空気を、濃度 の水酸化バリウム水溶液 にゆっくり通じたところ、空気中の二酸化炭素はすべて吸収され、炭酸バリウム の白色沈殿が生じた。静置したのち、上澄み液 を正確にとり、フェノールフタレインを指示薬として濃度 の塩酸で滴定したところ、中和点までに を要した。
この空気に含まれていた二酸化炭素の体積百分率は何 % か。有効数字 桁で答えよ。ただし、標準状態における気体のモル体積を とし、気体はすべて理想気体とみなす。また、空気中で水酸化バリウムと反応する成分は二酸化炭素だけで、空気を通じたことや沈殿の生成による水溶液の体積の変化は無視できるものとする。
炭酸ナトリウム と炭酸水素ナトリウム だけからなる固体の混合物 を純水に溶かし、メスフラスコで全体の体積を正確に にした。この水溶液から をホールピペットでとり、メチルオレンジを指示薬として濃度 の塩酸で滴定したところ、終点までに塩酸 を要した。終点では、炭酸ナトリウムと炭酸水素ナトリウムはすべて塩酸と反応して塩化ナトリウム、水、二酸化炭素になったものとする。もとの混合物に含まれていた炭酸水素ナトリウムの質量は何 g か。有効数字 3 桁で求めよ。ただし、原子量は , , , とする。
空気中の二酸化炭素 の割合を調べるため、次の実験を行った。
, で体積 の空気を、濃度 の水酸化バリウム 水溶液 にゆっくり通じたところ、空気中の二酸化炭素はすべて吸収されて炭酸バリウム の白色沈殿になった。沈殿が沈んだ後、沈殿を含まないように上澄み液 をとり、フェノールフタレインを指示薬として濃度 の塩酸で滴定したところ、終点までに を要した。
この空気に含まれていた二酸化炭素の体積の割合は何 % か。有効数字 3 桁で求めよ。ただし、気体は理想気体とみなし、, における気体のモル体積を とする。また、二酸化炭素の吸収による水溶液の体積変化や水の蒸発は無視し、空気中で水酸化バリウムと反応する成分は二酸化炭素だけとする。
で、濃度 の希硫酸 に、濃度 の水酸化ナトリウム水溶液を 加えたところ、混合後の水溶液の pH は になった。 の値を有効数字 2 桁で求めよ。ただし、 における水のイオン積を 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。
条件に合う問題はありません。