令和4年度 I-4-1

解説

この問題で問われていること

酸・塩基に関する5つの記述のうち、最も不適切なものを選ぶ問題。強酸と弱酸の違い、pHの考え方、酸性度の強さの順序についての知識が問われている。

解き方

① 強酸(塩酸)はほぼ全部電離し、弱酸(酢酸)は一部しか電離しない。同じ濃度でも水素イオン濃度が違うので、pHは塩酸の方が低い
② ②「同じ濃度なら同じpH」は電離度の違いを無視している
③ ②

正解が正しい理由

塩酸は強酸であり水溶液中でほぼ完全に電離するのに対し、酢酸は弱酸であり一部しか電離しない。そのため同じモル濃度(0.1mol/L)であっても、塩酸の水素イオン濃度は酢酸よりもはるかに高く、塩酸の方がpHが低い(酸性が強い)。したがって「塩酸及び酢酸の0.1mol/L水溶液は同一のpHを示す」とする②の記述は、強酸と弱酸の電離度の違いを無視しており誤りであり、これが正答(最も不適切なもの)である。

各選択肢について

• ① 酸性度の強さは酢酸>炭酸>フェノールの順であり、これは各酸の電離定数(pKa)の大小関係と一致しており適切である。
• ② 塩酸(強酸)は水溶液中でほぼ完全に電離するのに対し、酢酸(弱酸)は一部しか電離しないため、同じモル濃度でもpHは異なり(塩酸の方が低い)、この記述は誤りであり、これが正答。
• ③ 適切。水酸化ナトリウム・水酸化カリウム・水酸化カルシウム・水酸化バリウムはいずれも強塩基であり、水に溶けて強塩基性を示す。
• ④ 適切。炭酸カルシウムに希塩酸を加えると二酸化炭素が発生する。
• ⑤ 適切。塩化アンモニウムと水酸化カルシウムの混合物を加熱するとアンモニアが発生する。

覚えるべきポイント

強酸(塩酸など)と弱酸(酢酸など)は、同じモル濃度であっても電離度が異なるため、水溶液のpHは異なる。「モル濃度が同じならpHも同じ」という誤解をしないよう、強酸・弱酸の電離度の違いを区別しておく。