Question 1

アレニウスの定義による酸と塩基に関する記述として、正しいものはどれか。

Accepted Answer

酸は水溶液中で水素イオンを生じ、塩基は水酸化物イオンを生じる。【解説】アレニウスの定義では、水溶液中で水素イオンを生じる物質が酸、水酸化物イオンを生じる物質が塩基です。【ポイント】ブレンステッド・ローリーの定義では、水素イオンを与える物質が酸、受け取る物質が塩基とされ、水溶液以外にも適用できます。【試験の罠】電子対を受け取る物質を酸、与える物質を塩基とするのはルイスの定義です。電子を1個ずつやりとりする酸化還元とは別の考え方なので、混同しないようにします。【他の選択肢が不適切な理由】「酸は電子を受け取る物質、塩基は電子を与える物質」とする記述は、電子対のやりとりに着目した別の考え方であり、水溶液中のイオンに着目したこの定義とは異なります。「酸は水酸化物イオンを生じ、塩基は水素イオンを生じる」とする記述は、二つを完全に入れ替えたものです。「酸は水に溶けない物質、塩基は水に溶ける物質」とする記述は、溶けるかどうかと酸か塩基かは無関係である点で成り立ちません。

Question 2

pHに関する記述として、正しいものはどれか。

Accepted Answer

pHが7より小さいと酸性、7より大きいとアルカリ性である。【解説】常温の水溶液ではpH7が中性で、それより小さければ酸性、大きければ塩基性（アルカリ性）です。【ポイント】pHが1小さくなると水素イオン濃度は10倍になります。pH3はpH5の100倍の酸性度です。【試験の罠】濃度の変化の向きを逆にした選択肢が定番です。pHが小さいほど水素イオンが多い、と押さえます。【他の選択肢が不適切な理由】「7より小さいとアルカリ性、7より大きいと酸性」とする記述は、酸性と塩基性を入れ替えたものです。「0から7までの範囲でのみ定義される」とする記述は、7より大きい値も日常的に用いられることと食い違います。「1小さくなると水素イオン濃度は10分の1になる」とする記述は、値が小さいほど酸性が強い、すなわち水素イオンが多いという関係と逆で、実際には10倍になります。

Question 3

強酸と弱酸の組合せとして、正しいものはどれか。

Accepted Answer

強酸は塩酸・硫酸・硝酸、弱酸は酢酸・炭酸である。【解説】強酸は水溶液中でほぼ完全に電離する酸で、塩酸・硫酸・硝酸が代表です。弱酸は一部しか電離せず、酢酸や炭酸が該当します。【ポイント】強弱は電離度の大小で決まり、濃度の濃い薄いとは別の概念です。薄い塩酸も強酸です。【試験の罠】水酸化ナトリウムは強塩基、アンモニアは弱塩基です。酸と塩基の分類を混ぜた選択肢に注意します。【他の選択肢が不適切な理由】「強酸は酢酸・炭酸、弱酸は塩酸・硫酸」とする記述は、強弱を完全に入れ替えたものです。「強酸は水酸化ナトリウム、弱酸はアンモニア」とする記述は、いずれも酸ではなく塩基にあたる物質を挙げており、分類そのものが違います。「濃度の大小によって決まる」とする記述は、強弱が水中でどれだけイオンに分かれるかで決まる性質であり、薄い塩酸も強酸である点に反します。

Question 4

中和反応に関する記述として、正しいものはどれか。

Accepted Answer

酸と塩基が反応して塩と水を生じる反応である。【解説】中和は、酸の水素イオンと塩基の水酸化物イオンが結合して水を生じ、残りの成分から塩ができる反応です。【ポイント】強酸と弱塩基からできる塩の水溶液は酸性を示すなど、生成した塩の水溶液が必ず中性になるとは限りません。【試験の罠】「中和したから中性」とは限らない点が繰り返し問われます。【他の選択肢が不適切な理由】「生じる水溶液は必ず中性になる」とする記述は、組み合わせた酸と塩基の強さによって、できた塩の水溶液が酸性や塩基性を示すことがある点を見落としています。「酸どうしが反応して塩を生じる」とする記述は、反応するのが酸と塩基である点で誤りです。「気体のみを生じる」とする記述は、水素イオンと水酸化物イオンが結び付いて水ができるという中和の中心的な現象を欠いています。

Question 5

0.1mol/Lの塩酸20mLを中和するのに必要な0.1mol/Lの水酸化ナトリウム水溶液の体積として、正しいものはどれか。

Accepted Answer

20mL。【解説】中和では酸の出す水素イオンの物質量と塩基の出す水酸化物イオンの物質量が等しくなります。塩酸も水酸化ナトリウムも1価で濃度が同じなので、必要な体積も同じ20mLです。【ポイント】中和の関係式は「酸の価数×モル濃度×体積＝塩基の価数×モル濃度×体積」です。【試験の罠】硫酸のような2価の酸では、同じ濃度・体積でも必要な塩基の量が2倍になります。【他の選択肢が不適切な理由】40mLは、どちらかを2価の酸または2価の塩基として扱った場合の値です。10mLは、必要な量が半分で済むと考えた場合の値で、価数の取り違えから生じます。200mLは、体積の単位を取り違えて桁を一つずらした場合の値です。中和では、価数と濃度と体積を掛け合わせた量が両辺で等しくなるという関係を立てれば、いずれの値にもなりません。

Question 6

0.1mol/Lの硫酸10mLを中和するのに必要な0.1mol/Lの水酸化ナトリウム水溶液の体積として、正しいものはどれか。

Accepted Answer

20mL。【解説】硫酸は2価の酸なので、2×0.1×10＝1×0.1×Vより、V＝20mLとなります。【ポイント】価数は硫酸が2、塩酸と硝酸が1、水酸化ナトリウムと水酸化カリウムが1、水酸化カルシウムが2です。【試験の罠】価数を忘れて10mLと答えるのが最も多い誤りです。【他の選択肢が不適切な理由】10mLは、硫酸が2価であることを忘れて1価として計算した場合の値で、最も起こりやすい誤りです。5mLは、逆に塩基の側を2価として扱った場合の値です。40mLは、酸と塩基の両方を2価として重ねて数えた場合の値です。この計算では、酸が水素イオンを二つ出せるという点だけが答えを分けるため、価数の確認が最初の一歩になります。

Question 7

塩の分類に関する記述として、正しいものはどれか。

Accepted Answer

塩化ナトリウムは正塩であり、炭酸水素ナトリウムは酸性塩である。【解説】塩の分類は組成によります。酸の水素原子が残っている塩を酸性塩、塩基の水酸化物イオンが残っている塩を塩基性塩、どちらも残っていない塩を正塩といいます。【ポイント】炭酸水素ナトリウムは酸性塩ですが、水溶液は弱い塩基性を示します。【試験の罠】名称の分類と水溶液の性質は一致しません。ここが最頻出の落とし穴です。【他の選択肢が不適切な理由】「酸性塩とはその水溶液が酸性を示す塩」「塩基性塩とはその水溶液が塩基性を示す塩」とする二つの記述は、分類が水溶液の性質ではなく、酸の水素や塩基の水酸化物イオンが残っているかどうかという組成で決まる点を取り違えています。炭酸水素ナトリウムは水素が残っているため酸性塩ですが、水溶液は弱い塩基性を示します。「塩化ナトリウムは酸性塩」とする記述は、水素も水酸化物イオンも残っていない点に反します。

Question 8

指示薬に関する記述として、正しいものはどれか。

Accepted Answer

リトマス紙は、酸性で赤色、塩基性で青色を示す。【解説】リトマス紙は酸性で赤色、塩基性で青色になります。【ポイント】フェノールフタレインは酸性・中性で無色、塩基性で赤色を示します。メチルオレンジは酸性で赤色、塩基性で黄色です。【試験の罠】フェノールフタレインの色の変わる向きを逆にした選択肢が頻出です。【他の選択肢が不適切な理由】「メチルオレンジは塩基性で赤色」とする記述は、色の変わる向きが逆で、赤くなるのは酸性側です。「フェノールフタレインは酸性で赤色」とする記述も向きが逆で、赤くなるのは塩基性側であり、酸性や中性では色がつきません。「リトマス紙は酸性で青色、塩基性で赤色」とする記述は、二つの色を入れ替えたもので、最も基本的な対応を取り違えています。

Question 9

金属と酸の反応に関する記述として、正しいものはどれか。

Accepted Answer

亜鉛に希塩酸を加えると水素が発生する。【解説】水素よりイオン化傾向の大きい金属は、希塩酸や希硫酸と反応して水素を発生します。亜鉛はこれに該当します。【ポイント】発生した水素は極めて燃えやすく、火気があれば爆発の危険があります。第2類の金属粉や第3類の金属が水や酸と反応する際も同様です。【試験の罠】銅・水銀・銀・白金・金は水素よりイオン化傾向が小さく、希塩酸には溶けません。【他の選択肢が不適切な理由】「銅に希塩酸を加えると水素が激しく発生する」とする記述は、銅が水素よりイオンになりにくく、希塩酸には溶けない点で誤りです。「亜鉛に希塩酸を加えると酸素が発生する」とする記述は、発生する気体を取り違えたもので、酸の水素が気体として出てきます。「すべての金属は希塩酸に溶けて水素を発生する」とする記述は、銀や白金、金のように溶けない金属が実在することに反します。

Question 10

危険物の取扱いにおける酸との接触に関する記述として、正しいものはどれか。

Accepted Answer

第1類の塩素酸塩類は、酸と接触すると分解して危険な状態になる。【解説】塩素酸塩類などの第1類危険物は、強酸と接触すると分解して不安定な物質を生じ、爆発の危険を伴います。酸との接触は避けなければなりません。【ポイント】硝酸などの第6類は強い酸化性を持つ酸であり、還元剤や可燃物と混ざると発熱・発火の危険があります。中和されて安全になるわけではありません。【試験の罠】中和反応は発熱を伴います。濃厚な溶液どうしを混ぜると突沸や飛散を起こすため、冷却しながら少量ずつ加える必要があります。【他の選択肢が不適切な理由】「強酸をアルカリで中和する作業では発熱しない」とする記述は、中和が熱を出す反応であり、濃い液どうしを一度に混ぜると突沸や飛散を招く点を見落としています。「塩素酸塩類は酸と接触すると中和され安定になる」とする記述は、酸との接触が分解を招くという事実と正反対です。「硝酸は還元剤と混ざると中和され危険性が下がる」とする記述も、強い酸化力を持つものが燃えやすいものと出会えば発熱や発火につながる点に反します。

酸・塩基と中和反応の一問一答