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無機化学基礎演習9　イオン化傾向と金属の反応
それぞれ異なる金属A～Eは、カリウム、銅、亜鉛、銀、スズのいずれかである。
これらの金属について、次のような実験結果(ア)～(カ)を得た。
この結果をもとに金属A～Eを特定せよ。
(ア) Aは常温の水と反応して水素を発生したが、他の金属では発生しなかった。
(イ) Bは希塩酸には溶けなかったが、熱濃硫酸には溶解した。
(ウ) BとCを電極として希硫酸に入れて電池をつくるとCが負極となった。
(エ) Dのイオンを含む水溶液にBを入れ、Dが析出した。
(オ) Dは希塩酸には溶けなかったが、濃硝酸には溶解した。
(カ) 表面にCをめっきした鉄板とEをめっきした鉄板を比較すると、表面に傷をつけた場合、Eを っきしたほうが鉄の腐食が速くなった。

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ある2価の酸$H_2A$は、水溶液中では式(2)と(3)で表されるように二段階で電離する。
(2)$H_2A→H^{+}+HA{-}$
(3)$HA^{-}⇄H^{+}+A^{2-}$

式(2)に示した一段落目の反応は$H_2A$は$H^{+}$と$HA^{-}$に完全に電離し、式(3)に示した二段落目の反応では電離平衛状態になる。
式(3)の反応の平衛定数$K$は次の式(4)で表される。
(4)$\displaystyle \frac{〔H^{+}〕〔A^{2-}〕}{〔HA^{-}〕}$

$H_2A$水溶液のモル濃度$c$、二段階目の反応における$HA{-}$の電離度$a$としたとき。$K$を表す式として最も適当なものを、次の①～④のうちから一つ選べ。

①$\displaystyle \frac{ca^2}{1-a}$ ②$\displaystyle \frac{ca(1+a)}{1-a}$ ③$\displaystyle \frac{ca^2}{1+a}$ ④$\displaystyle \frac{ca(1+2a)}{1+a}$

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