大学入学共通テスト(理科) 過去問
令和4年度(2022年度)追・再試験
問24 (化学基礎(第1問) 問5(a))

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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)追・再試験 問24(化学基礎(第1問) 問5(a)) (訂正依頼・報告はこちら)

酸や塩基の水溶液の濃度を決める方法として、中和反応によって生成する塩の質量を測定する方法がある。この方法で、1.0mol/Lの水酸化ナトリウムNaOH水溶液Aのモル濃度を有効数字桁で求めるために、水溶液Aに塩酸を加えて生じる塩化ナトリウムNaCl(式量58.5)の質量を測定する次の実験を行った。この実験で、空気中の二酸化炭素CO2とNaOHの反応による影響は無視できるものとして、後の問いに答えよ。

実験
水溶液Aを50.0mLとってビーカーに入れ、塩酸を加えてよくかき混ぜた。この水溶液のすべてを蒸発皿に移し、ガスバーナーで十分に加熱して水分を蒸発させた。得られた固体の質量を測定した。

a  加える塩酸のモル濃度と体積の組合せのうち、水溶液Aのモル濃度を正しく求められないものはどれか。最も適当なものを、次の選択肢のうちから一つ選べ。
  • 塩酸のモル濃度(mol/L):0.70  塩酸の体積(mL):60
  • 塩酸のモル濃度(mol/L):1.0  塩酸の体積(mL):60
  • 塩酸のモル濃度(mol/L):1.2  塩酸の体積(mL):50
  • 塩酸のモル濃度(mol/L):1.4  塩酸の体積(mL):50

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この過去問の解説 (2件)

01

反応式は以下のようになります。

NaOH + HCl → NaCl + H₂O

NaOH : HCl = 1:1で反応することがわかります。

したがって。水溶液Aに含まれるNaOHは以下のように求まります。

1.0 mol/L × 50.0 mL = 0.0500 mol

選択肢1. 塩酸のモル濃度(mol/L):0.70  塩酸の体積(mL):60

0.70mol/L × 0.060L = 0.042 mol

 

0.0500 mol以下なので、不正解です。

選択肢2. 塩酸のモル濃度(mol/L):1.0  塩酸の体積(mL):60

1.0mol/L × 0.060L = 0.060 mol

 

0.0500 mol以上なので、正解です。

選択肢3. 塩酸のモル濃度(mol/L):1.2  塩酸の体積(mL):50

1.2mol/L × 0.050L = 0.060 mol

 

0.0500 mol以上なので、正解です。

選択肢4. 塩酸のモル濃度(mol/L):1.4  塩酸の体積(mL):50

1.4mol/L × 0.050L = 0.070 mol

 

0.0500 mol以上なので、正解です。

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02

中和反応の問題です。
この問題では、予め水酸化ナトリウム水溶液Aの濃度が分かっていますが
より精度よく濃度を知るために中和滴定を行っています。

 

水酸化ナトリウム水溶液と塩酸の反応式をかきます。
NaOH+HCl=NaCl+H2O

NaOHとHClは1:1のモル比で反応することが分かりました。


1.0mol/Lの水酸化ナトリウム水溶液Aは50ml使われており
その中に含まれるNaOHは1.0mol/1000ml×50ml=0.05molです。

0.05molのNaOHを中和するには理論上HClも0.05mol必要になります。

 

HClが0.05mol含まれていない塩酸は全量加えても中和しない(足りない)ため
その選択肢が答えになります。

 

<各選択肢の塩酸モル数>
 0.70mol/1000ml×60ml=0.042mol ⇒0.05mol未満
 1.0mol/1000ml×60ml=0.060mol ⇒0.05mol以上
 1.2mol/1000ml×50ml=0.060mol ⇒0.05mol以上
 1.4mol/1000ml×50ml=0.070mol ⇒0.05mol以上

正解は、塩酸のモル濃度(mol/L):0.70 塩酸の体積(ml):60 になります。 

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