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化学基礎 教科書の解説
〔化学反応式〕

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化学基礎 教科書の解説
［濃度の換算］

1) 濃いアンモニア水(28%)の密度が$0.90g/mL$のとき、
そのモル濃度($NH,17$)
2) 密度$1.1g/mL$の$6.0mol/L$塩酸$HCℓ$は何$％$か？
($HCℓ:36.5$)

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化学基礎 教科書の解説
〔モル濃度〕

溶液1Lにとけている溶質のmol⇒単位mol/L
公式:溶質$n［mol］=c［mol］\times \displaystyle \frac{V}{1000}$

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化学基礎 教科書の解説
〔混合気体の平均分子量〕

空気の例で
$N_2 80%,O_2 20%$とする。
空気$1mol N_2 \displaystyle \frac{80}{100}mol,O_2 \displaystyle \frac{20}{100}mol$

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化学基礎 教科書の解説
〔気体の密度〕

$0℃ 1.013 \times 10^5Pa$として、
①$CO_2$の密度は何$g/L$か？
②密度$0.76g/L$の気体のモル質量は何$g/mol$

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化学基礎 教科書の解説
〔気体の物質量計算の例題〕

気体の$mol$計算
$22.4L/mol$
気:$0℃, 1.013 \times 10^5Pa$とする。
1)エタン$C_2H_6 56L$は何$mol$か？
2)$28L$の酸素$O_2$の分子はいくつか？
3)ドライアイス$5.5g$が昇華すると$CO_2$は何$L$になるか。

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化学基礎 教科書の解説
〔アボガドロの法則〕

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化学基礎の教科書を解説
〔気体について〕

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例1 鉄$28g$は何?
例2 ダイヤモンド $0.050mol$は何$g$?
例3 水分子1コは何$g$?
例4 塩化カルシウム $222g$中、塩化物イオンは何$mol$?

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化学基礎 教科書の解説
〔質量と$mol$の関係〕

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アボガドロ定数:$6.0 \times 10^{23}/mol$

(1)二酸化炭素$1.5mol$に含まれる分子はいくつか?
(2)$3.0\times10^{23}$個のアンモニア分子は何$mol$か?
(3)メタン$CH_9 0.50mol$に含まれる水素原子はいくつか?

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化学基礎 教科書の解説
〔物質量($mol$)〕

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化学基礎 教科書の解説
〔分子量・式量〕

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化学基礎 教科書の解説
〔相対質量と原子量〕

相対質量$^{12}C(1.99 \times 10^{-23}g)$が基準$12$とする。
$^{5}H(1.67 \times 10^{-24}g)$

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化学基礎
酸化数
塩素原子の酸化数が大きい順に並べなさい。
$\mathsf{ \underline{ Cl }_2 }$、$\mathsf{ H\underline{ Cl } }$、$\mathsf{ H\underline{ Cl }O }$、$\mathsf{ K\underline{ Cl }O_3 }$

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R:$2I^{-}→I_2+2e^{-}$
O:$O_3+2H^{+}+2e^{-}→O_2+H_2O$

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化学基礎
混合気体
ヘリウムと窒素からなる混合気体1.00molの質量が10.0gであった。
この混合気体に含まれるHeの物質量の割合は何％？

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塩素系漂白剤に含まれる次亜塩素酸ナトリウム $NaClO$の濃度を求める実験について,以下の文章を読み,問に答えなさい。

塩素系漂白剤をホールピペットを用いてメスフラスコへ正確に $5.0mL$移し,メスフラスコに純粋な水を加えて $100mL$ に希釈した。
この溶液をホールピペットを用いてコニカルビーカーヘ正確に
$10mL$移し,純粋な水を約$100mL$加えた。
①そこにヨウ化カリウム$KI$を$1.0g,1.5mol/L$の硫酸$H_2SO_4$水溶液を$5.0mL$加えたところ,ヨウ素$I_2$が生じて溶液が褐色に変化した。
この溶液を,ビュレットを用いて$0.10mol/L$のチオ硫酸ナトリウム$Na_2S_2O_3$水溶液にて滴定した。
途中,試料溶液の色が薄くなったところで指示薬としてデンプン水溶液を少量加えると,溶液の色が青紫色に変化した。
この色が消えるまで滴定を続けたところ,総量$10mL$を要した。
ただし,ヨウ素$I_2$とチオ硫酸ナトリウム$Na_2S_2O_3$は,以下のように反応する。
$I2 + 2Na_2S_2O_3 →2NaI + Na_2S_4O_6$

問 1 下線部①の酸化剤と還元剤の反応を,電子$(e^{-})$を含むイオン反応式でそれぞれ答えなさい。

問 2 この塩素系漂白剤に含まれる次亜塩素酸ナトリウムのモル濃度は何$mol/L$ですか。
有効数字 2 桁で答えなさい。
ただし,漂白剤中で反応に関係するものは$NaClO$以外に存在しないものとする。

問 1
酸化剤:$ClO^{-} + 2H^{+} + 2e^{-} → Cl- + H_2O$
還元剤:$2I^{-} → I_2 + 2e^{-}$
※次亜塩素酸イオンの塩素原子の酸化数は$+1$であることに注意

問 2
問 1の半反応式より以下のイオン反応式が得られる。
$ClO^{-} + 2H^{+} + 2I^{-} → I_2 + Cl^{-} + H_2O$
これより,($ClO^{-}$の数) =($NaClO$の数) =($I_2$の数)※であることがわかる。
希釈前の漂白剤の次亜塩素酸ナトリウムのモル濃度$c〔mol/L〕$とすると,$5.0mL→100mL$にしていることから濃度は$20$分の$1$になっている。
また,ヨウ素$1$個と反応するチオ硫酸ナトリウムは$2$個なので,($NaClO$の数) =($I_2$の数)であることとあわせて,
$\displaystyle \frac{c}{20}[mol/L] \times \displaystyle \frac{10}{1000}L \times 2=0.10mol/L \times \displaystyle \frac{10}{1000}L$これを解いて,$c=1.0mol/L$

※補足 この問題では KI の式量が与えられていないため mol は計算できないが,次亜塩素酸
ナトリウムをすべて反応させる必要があるので,ヨウ化カリウムは反応に十分な量を加えている
はずである(そうでなければ滴定として失敗である)。
結果から、$\displaystyle \frac{0.1}{20}[mol/L] \times \displaystyle \frac{10}{1000}L =5.0 \times 10^{-5}mol,KI$の式量 166 から$\frac{1.0g}{166g/mol} \fallingdotseq 6.0 \times 10^{-3}mol$なので,十分な量の $KI$ を加えていることが確認できる。

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○中和の反応式の書き方

(例) $NaOH, Hcℓ$
(例) $NH_3, Hcℓ$
(例) $KOH, H_2SO_4$
(例) $NH_3, H_2SO_4$

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化学基礎
イオン化傾向
Q. 金属A,B,C,Dは、金、銅、マグネシウム、鉄のいずれかである。
①AとBは希硫酸に溶けて水素を発生するが、C,Dは溶けない
②Bは熱水と反応して水素を発生するが、Aは反応しない
③Cは濃硝酸に溶けて二酸化窒素を発生するが、Dは溶けない

問題文全文(内容文)：
なぜ過酸化水素の酸素原子の酸化数は－1なのか？
の解説動画です。

問題文全文(内容文)：
【反応式書ける？】過マンガン酸カリウムの硫酸酸性溶液に過酸化水素を加えると…

問題文全文(内容文)：
化学基礎
Q. $1.0×10^{- 5} $mol / L の塩酸を純水で$1000$倍に薄めたpHは($25$℃)?
　$1.0×10^{- 5} $mol / L$×1 / 1000 = 1.0× 10 ^ {- 8}$
Q.$0.040$mol/LのアンモニアのpHは($25$℃)?(電解率:$0.025$)

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次の文に関して,以下の設問(1)～(4)に答えよ。

濃度不明の過酸化水素水の濃度を調べるために,次の実験IおよびIIを行った。
ただし,すべての水溶液の密度は $1.0g/cm^3$とする。

実験I 過酸化水素水 $10mL$ をはかり取って,$0.10mol/L$ ヨウ化カリウムの硫酸酸性水溶液$40mL$ に加えたところ,過酸化水素はすべて次のように反応してヨウ素が生じた。
この反応において過酸化水素は酸化剤として働いている。
$H_2O_2 + 2KI + H_2SO_4 →I_2 + 2H_2O + K_2SO_4$

実験II 反応後の溶液を $10mL$ 取り出し,指示薬としてデンプン水溶液を用いて $0.020mol/L$のチオ硫酸ナトリウム水溶液で滴定したところ,終点までに $15mL$ を要した。
この滴定において,
チオ硫酸イオンは還元剤として働き,次のように変化している。
$2S_2O_3^{2-} →S_4O_6^{2-} + 2e^{-}$

問1
実験IIの終点の判定方法について,
最も適当な文を次の①～⑤から 1 つ選べ。
① 水溶液が無色から赤色に変化したところを終点とする。
② 水溶液の赤色が消えたところを終点とする。
③ 水溶液が無色から青色(青紫色)に変化したところを終点とする。
④ 水溶液の青色(青紫色)が消えたところを終点とする。
⑤ 水溶液が赤色から青色(青紫色)に変化したところを終点とする。

問2
この過酸化水素水のモル濃度は何 $mol/L$か。
有効数字 2 桁で求めよ。

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化学基礎
モル計算
メタンとプロパンの混合気体を、十分な酸素存在下で完全燃焼させると、標準状態で156.8mLの二酸化炭素と0.198gの水が得られた。
この燃焼を行うのに消費された酸素の体積は標準状態で何mL?

問題文全文(内容文)：
化学基礎
pHの大小
Q.次の①～④の水溶液をpHの小さい順に並べなさい。
①0.1mol/L　アンモニア水
②0.1mol/L　塩酸
③0.1mol/L　酢酸水溶液
④0.1mol/L　水酸化ナトリウム

問題文全文(内容文)：
必要があれば,次の値を使うこと。
原子量 $H 1.0 C 12 O 16 Na 23$

問 不純物を含む炭酸ナトリウムの粉末 1.0g を純水に溶解して,正確に 200mL の水溶液を調製した。
この水溶液から 20mL をコニカルビーカーにはかり取って,指示薬としてフェノールフタレインを数滴加えた。
はかり取った水溶液を 0.10mol/L の塩酸で滴定したところ,8.0mL 滴下したところで水溶液の色が $\boxed{ア}$ に変化したので,1 回目の中和点とした。
次に,指示薬としてメチルオレンジを数滴加えて,0.10mol/L の塩酸で続けて滴定したところ,さらに $\boxed{A}$ mL 滴下した
ところで,水溶液の色が $\boxed{イ} $に変化したので,2 回目の中和点とした。
次の(1)～(3)に答えなさい。
ただし,不純物は反応に関与しないものとする。

(1) 空欄 $\boxed{ア} , \boxed{イ}$ にあてはまる色の変化の組合せとして正しいものを,次の a～d のうちから一つ選びなさい。

a 赤色から無色(ア) 赤色から黄色(イ)
b 赤色から無色(ア) 黄色から赤色(イ)
c 無色から赤色(ア) 赤色から黄色(イ)
d 無色から赤色(ア) 黄色から赤色(イ)

(2) 空欄 $\boxed{A}$ にあてはまる数値として最も適当なものを,次の a～e のうちから一つ選びなさい。
a 2.0 b 4.0 c 8.0 d 12 e 16

(3) この粉末中の炭酸ナトリウムの純度〔質量%〕は何%か。
有効数字 2 桁で答えなさい。

問題文全文(内容文)：
化学基礎
二段階中和
Q.濃度不明の$\mathsf{NaOH}$と$\mathsf{Na_2CO_3}$の混合溶液を20mL取り、1.0mol/Lの塩酸を滴下したところ、以下のような滴定曲線になった。この混合溶液20mL中に含まれていた$\mathsf{NaOH}$と$\mathsf{Na_2CO_3}$はそれぞれ何mol?
※図は動画内参照

問題文全文(内容文)：
化学基礎
塩と液性の違いについて解説します。

問題文全文(内容文)：
二酸化炭素を含むある気体を,$0.10mol/L$ の水酸化バリウム水溶液 100mL に通して二酸化炭素を完全に吸収させた。
このときに生じた白色沈殿をろ過し,ろ液のうちの 20mL を取って
$0.10mol/L$ の塩酸で滴定したところ 10mL を要した。
水酸化バリウムと反応したのは二酸化炭素のみであり,二酸化炭素を吸収させたことによる溶液の体積変化はないものとする。
この気体に含まれていた二酸化炭素の物質量として,
最も適当なものを下の①～⑧のうちから一つ選べ。

① $0.0025mol$ ② $0.0050mol$ ③ $0.0075mol$ ④ $0.010mol$
⑤ $0.025mol$ ⑥ $0.050mol$ ⑦ $0.075mol$ ⑧ $0.10mol$