大学入学共通テスト(理科) 過去問
令和4年度(2022年度)本試験
問23 (化学基礎(第1問) 問6)
問題文
ともに質量パーセント濃度が0.10%で体積が1.0Lの硝酸HNO3(分子量63)の水溶液Aと酢酸CH3COOH(分子量60)の水溶液Bがある。これらの水溶液中のHNO3の電離度を1.0、CH3COOHの電離度を0.032とし、溶液の密度をいずれも1.0g/cm3とする。このとき、水溶液Aと水溶液Bについて、電離している酸の物質量の大小関係、および過不足なく中和するために必要な0.10mol/Lの水酸化ナトリウムNaOH水溶液の体積の大小関係の組合せとして最も適当なものを、次の選択肢のうちから一つ選べ。
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問題
大学入学共通テスト(理科)試験 令和4年度(2022年度)本試験 問23(化学基礎(第1問) 問6) (訂正依頼・報告はこちら)
ともに質量パーセント濃度が0.10%で体積が1.0Lの硝酸HNO3(分子量63)の水溶液Aと酢酸CH3COOH(分子量60)の水溶液Bがある。これらの水溶液中のHNO3の電離度を1.0、CH3COOHの電離度を0.032とし、溶液の密度をいずれも1.0g/cm3とする。このとき、水溶液Aと水溶液Bについて、電離している酸の物質量の大小関係、および過不足なく中和するために必要な0.10mol/Lの水酸化ナトリウムNaOH水溶液の体積の大小関係の組合せとして最も適当なものを、次の選択肢のうちから一つ選べ。
- 電離している酸の物質量:A>B 中和に必要なNaOH水溶液の体積:A>B
- 電離している酸の物質量:A>B 中和に必要なNaOH水溶液の体積:A<B
- 電離している酸の物質量:A>B 中和に必要なNaOH水溶液の体積:A=B
- 電離している酸の物質量:A<B 中和に必要なNaOH水溶液の体積:A>B
- 電離している酸の物質量:A<B 中和に必要なNaOH水溶液の体積:A<B
- 電離している酸の物質量:A<B 中和に必要なNaOH水溶液の体積:A=B
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この過去問の解説 (1件)
01
「電離度」「中和」に関する問題です。
問題文を整理すると条件は以下のようになります。
・水溶液A:硝酸水溶液(分子量63) 0.1% 1.0L 1.0g/cm3 電離度1.0
・水溶液B:酢酸水溶液(分子量60) 0.1% 1.0L 1.0g/cm3 電離度0.032
■電離している酸の物質量の大小関係
これは電離度から判断することができます。
電離度=電離した酸の物質量(mol)/溶液に含まれる酸の物質量(mol数)
電離している酸の物質量(mol)が多いほど電離度が1に近く
少ないほど1より小さくなります。
1.0>0.032のため、電離している酸の物質量の大小はA>Bとなります
■過不足なく中和するために必要な水酸化ナトリウム水溶液の体積
問題文に電離度が登場するので関係ありそうに思いますが、電離度が1未満でも
中和反応が進むにつれて全て電離するため、電離度を考慮する必要はありません。
硝酸、酢酸ともに水酸化ナトリウムと1:1で反応するため
硝酸、酢酸の物質量(mol)=中和に必要な水酸化Naの物質量(mol)となります。
水溶液Aの密度が1.0g/cm3のため、1cm3に含まれる硝酸の物質量は1.0/63です。
水溶液Bの密度も1.0g/cm3で、1cm3に含まれる酢酸の物質量は1.0/60です。
酢酸の物質量のほうが大きいため、中和するにはそれだけたくさんの水酸化Naが
必要になります。
よって、中和に必要な水酸化ナトリウムの体積はA<Bとなります。
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