ひたすら受験問題を解説していくブログ
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東京大学2013年前期化学第1問I
todai_2013_chem_1q_1.png
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だから長いと・・・見慣れない酸が出てくるもののやっていることは標準的な問題です。エ(イ、カ)以外は合格者で点差はつかないのでは?という感触。


潮解。潮解が起こる理由は、その結晶の飽和水溶液の飽和水蒸気圧が大気中の水蒸気圧よりも低いために起こります。
イ水酸化ナトリウムに不純物といえば、炭酸ナトリウムと水と脊髄反射してほしいところで、Baも沈殿できるのはまず炭酸イオンが思いつくでしょうから確実に点を取りたい問題です。

Ba(OH)2+Na2CO3→2NaOH+BaCO3
水酸化ナトリウムは空気から二酸化炭素を吸収するので、炭酸ナトリウムを不純物として含む。新たな二酸化炭素の混入を防ぎつつ、この不純物を炭酸バリウムに変えて除去して純粋な水酸化ナトリウムを得るため。


アミド硫酸=16×3+32.1+1×3+14=97.1よって求める濃度をxとすると、1.444/97.1=x×15.20×10-3⇔x≒0.9783、よって0.978mol/L

エ弱酸がらみなので、平行定数1.8×10-5=[CH3COO-][H+]/[CH3COOH]から水素イオン濃度を出してpHを求めることになります。弱酸のみの場合には電離した量=水素イオン分をxだのと置いて式を立てれば解けますが、今回のケースでは水酸化ナトリウムによって中和されているので、[H+]と[CH3COO-]は等しくないし、[CH3COOH]は電離してH+を生じた量より減っています。
そのため、水酸化ナトリウムを10mL加えた点から考えます。
まずはウで求めたxをそのまま使って、酢酸の濃度を求めます。20x=100(酢酸濃度)なので、酢酸濃度=x/5です。
なので、半分中和した点では[CH3COOH]も[CH3COO-]もx/10から考えればよいことになります。
ただ、体積は100mLから110mLになっているのでそこだけ気をつける必要があります。電離によって生じる水素イオン濃度をyとすると、
todai_2013_chem_1a_1.png

上記では物理でよく使うルートの近似を使っている。また結果がx/11に関係ないことから推測できるように、Kが小さいと扱える範囲ならば、緩衝液の場合は中和して生じた弱酸イオン濃度と残っている弱酸の比でpHが決定する(yの項のx/11をa、定数項のx/11をbとおくとbK/aが水素イオン濃度になることがわかる。)。


4.0×10-4=[A-][H+]/[HA]、0.1≦[A-]/[HA]≦10より、
4.0×10-4÷10≦[H+]≦4.0×10-4÷0.1
⇔-log10(4.0×10-4÷0.1)≦pH≦-log10(4.0×10-4÷10)
⇔3-0.6=2.4≦pH≦5-0.6=4.4


半分中和した時点のpHが4.74であり、指示薬Xの変色を肉眼で観察できる範囲を過ぎてしまっているため、半分中和した時点以降の変化は指示薬Xでは観察不可能であり、指示薬として不適切である。
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テーマ:大学受験 - ジャンル:学校・教育

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