大学入学共通テスト（理科） 過去問
令和5年度（2023年度）追・再試験
問21 (化学基礎（第1問） 問6)

水酸化カルシウム Ca(OH)₂ 水溶液 : 0.010 mol/L、10 mL

塩酸 HCl: 0.010 mol/L、V mL

Ca(OH)₂ + 2HCl → CaCl₂ + 2H₂O
 

Ca(OH)₂ の物質量は0.010 × 0.010 = 1.0×10^-4 mol、OH^-の物質量は1.0×10^-4× 2 = 2.0×10^-4 molです。
 

Ca(OH)₂ 1 mol が OH^- 2 mol を出すので、OH^-のモル濃度は0.010 × 2 = 2.0 × 10^-2 mol/Lです。

また、加えた H⁺の物質量は0.010 × V/1000 = 1.0×10^-⁵ × V molです。

このときの体積は（10+V）/1000 Lなので、

OH^-のモル濃度が0になるときの塩酸の滴下量は以下のように求まります。

（2.0 × 10^-4 - 1.0 × 10^-⁵ × V）/｛（10+V）/1000 L｝

V = 20 mL

したがって、体積Vの増加に伴い、OH^-のモル濃度が曲線的に小さくなり、塩酸20 mLにおいてOH^-のモル濃度が0になります。

●塩酸滴下前のOH^-のモル濃度
　1molの水酸化カルシウムCa(OH)₂から2molのOH^-が電離します。
　OH^-のモル濃度は0.01mol/L×2=2.0×10^-2mol/Lです。

　塩酸の滴下量が0mlのときにOH^-のモル濃度が2.0×10^-2mol/Lの
　グラフに選択肢が絞られます。

●塩酸10mlを滴下した時のOH^-のモル濃度
　・塩酸滴下前に存在したOH^-の物質量

　  10ml/1000ml×0.02mol/L=2.0×10^-4mol
　・0.01mol/Lの塩酸10mlに含まれるH⁺の物質量

　  10/1000×0.01mol=1.0×10^-4mol

　・OH^-とH⁺が反応して残るOH^-の物質量

　  (2.0×10^-4mol)-(1.0×10^-4mol)=1.0×10^-4mol

　このとき液体は10ml+10ml=20mlあります(水酸化カルシウム＋塩酸)
　・残ったOH^-のモル濃度

　  1000mlあたりに1000ml/20ml×1.0×10^-4mol=0.5×10^-2mol存在するため
　  塩酸を10ml滴下した時のOH^-のモル濃度は0.5×10^-2mol/Lとなります。

　この条件にあてはまるグラフは1つに絞られます。