酸・アルカリ・中和 ── 問題
基礎
- ある濃度の塩酸 20 mL と、ある濃度の水酸化ナトリウム水溶液 10 mL がちょうど中和した。同じ塩酸 10 mL をちょうど中和させるには、同じ水酸化ナトリウム水溶液が何 mL 必要ですか。
- BTB 液を酸性の水溶液に加えたときの色はどれですか。 （ア 赤色 イ 緑色 ウ 青色 エ 黄色）
- フェノールフタレイン液が赤色になる水溶液はどれですか。 （ア 食塩水（塩化ナトリウム水溶液） イ うすい塩酸（塩化水素の水溶液） ウ 砂糖水 エ 水酸化ナトリウム水溶液）
- 酸性の水溶液に共通して含まれているイオンはどれですか。 （ア 水素イオン H⁺ イ ナトリウムイオン Na⁺ ウ 水酸化物イオン OH⁻ エ 塩化物イオン Cl⁻）
- 中和を表す式として正しいものはどれですか。 （ア Na⁺ + Cl⁻ → NaCl イ H⁺ + OH⁻ → H₂O ウ 2H⁺ → H₂ エ H⁺ + Cl⁻ → HCl）
標準
- 塩酸 20 mL と水酸化ナトリウム水溶液 100 mL がちょうど中和した。水酸化ナトリウム水溶液の濃度を 5 倍にしたとき、同じ塩酸 20 mL をちょうど中和させるのに必要な体積は何 mL ですか。
- 塩酸 40 mL と水酸化ナトリウム水溶液 60 mL がちょうど中和する。この塩酸 40 mL に水酸化ナトリウム水溶液 75 mL を加えたとき、混合液に BTB 液を加えると何色になりますか。 （ア 赤色 イ 青色 ウ 黄色 エ 緑色）
- うすい塩酸に、うすい水酸化ナトリウム水溶液を少しずつ加えていった。ちょうど中性になるまでの間、ナトリウムイオン Na⁺の数はどう変化しますか。 （ア 0 のまま変わらない イ 減っていく ウ 増えていく エ 変わらない）
- うすい硫酸とうすい水酸化バリウム水溶液を混ぜたときにできる塩と、そのようすはどれですか。 （ア 硫酸バリウム。白い沈殿ができる イ 硫酸バリウム。溶けて見えない ウ 塩化バリウム。白い沈殿ができる エ 硫酸ナトリウム。溶けて見えない）
- pH について正しいものはどれですか。 （ア 7 が中性で、7 より大きいほど酸性が強い イ 7 が中性で、7 より小さいほど酸性が強い ウ 14 が中性である エ 0 が中性である）
- 塩酸に水酸化ナトリウム水溶液を加えていくとき、「中和が起こっている」のはいつですか。 （ア ちょうど中性になった瞬間だけ イ 加え始めてから中性になるまでの間ずっと ウ 中性になったあとだけ エ 加え始める前）
- うすい塩酸 20 cm³ に BTB 液を加え、うすい水酸化ナトリウム水溶液を加えた量と液の色を調べた。 加えた量（cm³）｜6｜9｜12｜15｜18 液の色｜黄色｜黄色｜緑色｜青色｜青色 同じ塩酸 40 cm³ をちょうど中和するには、同じ水酸化ナトリウム水溶液が何 cm³ 必要ですか。
- BTB 液を加えたうすい塩酸に、うすい水酸化ナトリウム水溶液を少しずつ加え、緑色になったところで止めた。この液を 1 滴スライドガラスにとって水を蒸発させると、白い結晶が残った。この結晶は何ですか。 （ア 塩化水素 イ 塩化ナトリウム ウ 水酸化ナトリウム エ 炭酸ナトリウム）
- 身近な水溶液の pH を調べた。 水溶液｜レモン汁｜食酢｜食塩水｜セッケン水｜石灰水 pH｜2｜3｜7｜10｜12 BTB 液を加えると青色になるものの組み合わせはどれですか。 （ア セッケン水・石灰水 イ 食塩水・セッケン水 ウ レモン汁・食酢 エ レモン汁・石灰水）
発展
- 塩酸 A 20 mL と水酸化ナトリウム水溶液 B 60 mL がちょうど中和する。A 80 mL と B 60 mL を混ぜて中性にするには、A と B のどちらを何 mL 加えればよいか。加える体積を mL で答えなさい。
- 塩酸をしみこませた糸を、電圧をかけたろ紙の上の pH 試験紙の中央におくと、色の変化はどちらへ移動しますか。 （ア 陰極側へ移動する イ 陽極側へ移動する ウ 移動しない エ 両側へ広がる）
- うすい塩酸 10 cm³ とうすい水酸化ナトリウム水溶液 15 cm³ はちょうど中和し、混ぜた液の水を蒸発させると塩化ナトリウムが 0.9 g 残る。同じ塩酸 10 cm³ に同じ水酸化ナトリウム水溶液を 9 cm³ 加えて水を蒸発させると、残る固体は何 g ですか。
- うすい塩酸 10 cm³ には水素イオンと塩化物イオンが 200 個ずつある。うすい水酸化ナトリウム水溶液 20 cm³ を加えるとちょうど中和する。この塩酸 10 cm³ に水酸化ナトリウム水溶液を 30 cm³ 加えたとき、水溶液中のイオンは全部で何個ですか。
- うすい水酸化バリウム水溶液にうすい硫酸を少しずつ加えながら、流れる電流の大きさを調べた。電流はしだいに小さくなり、ちょうど中和したときほとんど流れなくなった。その理由として正しいものはどれですか。 （ア 中和で水ができ、水溶液がうすまって電流が流れなくなったから イ 硫酸バリウムが水に溶けにくく、イオンがほぼなくなったから ウ 硫酸バリウムが水に溶けて、電流を流さない分子になったから エ 水素イオンと水酸化物イオンが、どちらも 2 倍にふえたから）
酸・アルカリ・中和 ── 解答
基礎
- 5 中和に必要な量は体積に比例。塩酸が 10 ÷ 20 倍なので、10 × 10 ÷ 20 = 5 mL。
- エ 黄色 BTB：酸性=黄、中性=緑、アルカリ性=青。
- エ 水酸化ナトリウム水溶液 フェノールフタレインはアルカリ性で赤、酸性・中性では無色。
- ア 水素イオン H⁺ 酸とは水に溶けて H⁺ を生じる物質。
- イ H⁺ + OH⁻ → H₂O 中和の本体は水素イオンと水酸化物イオンが結びついて水になる反応。NaCl ができるのは塩の生成（蒸発させて初めて結晶になる）。
標準
- 20 必要な OH⁻ の量は同じ。濃度が 5 倍なら体積は 1/5 で済む。100 ÷ 5 = 20 mL。
- イ 青色 ちょうど中和するのは 60 mL。75 mL はそれより多く OH⁻ が残ってアルカリ性なので、青色。（BTB：酸性=黄、中性=緑、アルカリ性=青）
- ウ 増えていく H⁺ は OH⁻ と結びついて水になるので減る。Cl⁻ は反応せず一定。Na⁺ は加えた分だけ増える。OH⁻ は中性までは全部 H⁺ と結びつくので 0 のまま。
- ア 硫酸バリウム。白い沈殿ができる H₂SO₄ + Ba(OH)₂ → BaSO₄ + 2H₂O。硫酸バリウムは水に溶けず白く沈む。
- イ 7 が中性で、7 より小さいほど酸性が強い pH は 0〜14。7 が中性、小さいほど酸性、大きいほどアルカリ性が強い。
- イ 加え始めてから中性になるまでの間ずっと 混ぜた瞬間から H⁺ と OH⁻ が結びつく反応（中和）が起こる。中性はその終点。
- 24 緑色（中性）になった 12 cm³ で、塩酸 20 cm³ とちょうど中和する。必要な量は塩酸の体積に比例するので、12 × 40/20 = 24 cm³。
- イ 塩化ナトリウム HCl + NaOH → NaCl + H₂O。緑色（中性）の液には、中和でできた塩の塩化ナトリウムが溶けている。水を蒸発させると塩化ナトリウムの結晶が残る。
- ア セッケン水・石灰水 BTB 液が青色になるのはアルカリ性（pH が 7 より大きい）。セッケン水（10）と石灰水（12）。レモン汁・食酢は酸性で黄色、食塩水は中性で緑色。
発展
- 180 A : B = 20 : 60 でちょうど中和する。A 80 mL をちょうど中和する B は 240 mL。B が 180 mL 足りないので、B（水酸化ナトリウム水溶液）を 180 mL 加える。
- ア 陰極側へ移動する 酸性のもとは H⁺（＋の電気）なので、−極（陰極）側へ引かれて移動する。アルカリなら OH⁻ が陽極側へ。
- 0.54 加えた水酸化ナトリウム水溶液は 9 cm³ で、ちょうど中和する 15 cm³ より少ない。すべて中和して塩化ナトリウムになり、残った塩酸の塩化水素は水を蒸発させるときに気体となって出ていく。塩化ナトリウムは 0.9 × 9/15 = 0.54 g。
- 600 加えた Na⁺ は 300 個、Cl⁻ は 200 個のまま。H⁺ は OH⁻ と結びついて水になる分だけ減り 0 個、残る OH⁻ は 100 個。合わせて 600 個。中性になるまでは、減った H⁺ と同じ数の Na⁺ が入るので総数は変わらない。
- イ 硫酸バリウムが水に溶けにくく、イオンがほぼなくなったから Ba(OH)₂ + H₂SO₄ → BaSO₄ + 2H₂O。硫酸バリウムは水に溶けにくく白い沈殿になるので、ちょうど中和すると水溶液中のイオンがほとんどなくなる。さらに硫酸を加えると、H⁺ と SO₄²⁻ がふえて再び電流が流れる。
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