固体の溶解に関する問題完全攻略チャート＆過去問解説集を販売開始しました。
溶液の濃度に関する問題 完全攻略チャート＆過去問解説集を販売開始しました。
固体の溶解度の問題には,大きく
「Ⅰ.溶解度曲線から読み解くタイプ」,
「Ⅱ.無水物(水和水を含まない)タイプ」,
「Ⅲ.水和物タイプ」
の３通りのタイプがあります。
ⅡとⅢにはさらに,
冷却や蒸発・濃縮などの操作を行わない「ⅰ.単純タイプ」と
操作を行う「ⅱ.複雑タイプ」の
２通りのタイプがあります。
どのタイプも基本的な解法の考え方,手順は同じになります！
固体の溶解度は、
一般に,固体の溶解度は,ある温度で溶媒(ふつうは水)100gに溶かすことのできる最大限の溶質の質量[g]で表されます。ただし,水和水(結晶水)を含む化合物が水に溶ける場合には,水和水を含まない溶質の質量[g]で表されます。
※溶解度は,物質の種類と温度だけで決まり,固体の溶解度は,温度が高くなるほど溶解度は大きくなります。(例外もある)
気体の溶解度は,温度が高くなると小さくなります！
例えば,ある温度で水100gに溶質を40gまで溶かすことができるなら,その温度での溶解度は40と表します。
溶質が限界まで溶けた溶液を飽和溶液といい、例えば,ある温度で飽和溶液となっている場合,溶媒100gあたり,溶質は溶解度g溶けていることになります。
これらを完全攻略チャート＆過去問解説集で、詳しくわかりやすく解説しています。
■固体の溶解チャート①サンプル
■固体の溶解チャート 過去問題解説集 ①サンプル
□収録校
関西大学(2012年)、大阪市立大学(2010年)、学習院大学(2011年)、弘前大学(2012年)、東京理科大学(2012年)、日本大学(2011年 )
センター試験 本試験：2004年、2002年、2000年、1998年、1997年、1995年 追試験：1996年
「恋する化学」よりご購入いただけます。
固体の溶解度の問題には,大きく
「Ⅰ.溶解度曲線から読み解くタイプ」,
「Ⅱ.無水物(水和水を含まない)タイプ」,
「Ⅲ.水和物タイプ」
の３通りのタイプがあります。
ⅡとⅢにはさらに,
冷却や蒸発・濃縮などの操作を行わない「ⅰ.単純タイプ」と
操作を行う「ⅱ.複雑タイプ」の
２通りのタイプがあります。
どのタイプも基本的な解法の考え方,手順は同じになります！
固体の溶解度は、
一般に,固体の溶解度は,ある温度で溶媒(ふつうは水)100gに溶かすことのできる最大限の溶質の質量[g]で表されます。ただし,水和水(結晶水)を含む化合物が水に溶ける場合には,水和水を含まない溶質の質量[g]で表されます。
※溶解度は,物質の種類と温度だけで決まり,固体の溶解度は,温度が高くなるほど溶解度は大きくなります。(例外もある)
気体の溶解度は,温度が高くなると小さくなります！
例えば,ある温度で水100gに溶質を40gまで溶かすことができるなら,その温度での溶解度は40と表します。
溶質が限界まで溶けた溶液を飽和溶液といい、例えば,ある温度で飽和溶液となっている場合,溶媒100gあたり,溶質は溶解度g溶けていることになります。
これらを完全攻略チャート＆過去問解説集で、詳しくわかりやすく解説しています。
■固体の溶解チャート①サンプル
■固体の溶解チャート 過去問題解説集 ①サンプル
□収録校
関西大学(2012年)、大阪市立大学(2010年)、学習院大学(2011年)、弘前大学(2012年)、東京理科大学(2012年)、日本大学(2011年 )
センター試験 本試験：2004年、2002年、2000年、1998年、1997年、1995年 追試験：1996年
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「溶液の濃度に関する問題 完全攻略チャート＆過去問解説集」を販売開始しました。
お待たせしました。
皆様からのご要望を多かった
「溶液の濃度に関する問題 完全攻略チャート＆過去問解説集」を販売開始しました。
一般に,溶液中に含まれる溶質の割合を濃度といい,その表し方には,質量パーセント濃度,モル濃度,質量モル濃度などがあります。
濃度に関する出題タイプには,次のように主にⅠ～Ⅶの７つのタイプがあります。
Ⅰ.質量パーセント濃度に関する問題タイプ
Ⅱ.モル濃度に関する問題タイプ
Ⅲ.質量モル濃度に関する問題タイプ
Ⅳ.濃度の変換タイプ
Ⅴ.水和物の濃度タイプ
Ⅵ.希釈したときの濃度タイプ
Ⅶ.混合溶液の濃度タイプ
質量パーセント濃度は
溶液中に溶けている溶質の質量を百分率で表した濃度。溶液100gあたりの溶質の質量[g]。
モル濃度は
『溶液1L中に溶けている溶質の物質量[mol]で表した濃度。また,溶質の物質量[mol]を溶液の体積[L]で割ったもの』
で浸透圧をはじめ,溶液どうしの反応(酸・塩基,酸化還元反応)で頻繁に使われます！
例えば,水1Lに塩化ナトリウムNaCl (式量＝58.5)58.5gを溶かしても1[mol/L]とはなりません。
なぜなら,全体積が1Lになるとは限らないので。
質量モル濃度は
『溶媒1kg中に溶けている溶質の物質量[mol]を表した濃度。また溶質の物質量[mol]を溶媒の質量[kg]で割ったもの』
で沸点上昇・凝固点降下などで使われます。
溶液ではなく溶媒の質量となることに注意してください！
「Ⅳ.濃度の変換タイプ」は
質量パーセント濃度(％) ⇔ モル濃度(mol/L)
モル濃度(mol/L) ⇔ 質量モル濃度(mol/kg)
質量モル濃度 ⇔ 質量パーセント濃度(％)
へと変換する問題で、超頻出です！
それぞれの解法をきちんと整理して解けるようにしてください。(チャートで詳しく解説しています。)
「Ⅴ.水和物の濃度タイプ」は
水和物を水に溶かしたときの濃度に関する問題で、
水和物とは,硫酸銅(Ⅱ)五水和物CuSO4･5H2O,炭酸ナトリウム十水和物Na2CO3･10H2O,などのように水分子を含む物質のことで,含まれる水を水和水,水和水をもたない物質を無水物といいます。
☆解法のポイントは、
無水物と水和水の質量をそれぞれ分けて求めることがポイントで
無水物,水和水の質量は,無水物と水和水の分子量から比例配分して求めます。
「Ⅵ.希釈したときの濃度タイプ」は、
ある溶液を水で薄めたときの濃度に関する問題で、
☆解法のポイントは、
ある濃度の水溶液に水を加えると溶媒が増加するので,濃度が小さくなりますが,溶質の物質量(or質量)は薄める前後で全く変わらないことより,
「希釈前の溶液中の溶質の物質量(or質量)」＝「希釈後の溶液中の溶質の物質量(or質量)」
を用いて解きます。
「Ⅶ.混合溶液の濃度タイプ」は、
２種類の異なる濃度の溶液を混合したときの濃度に関する問題で
☆解法のポイントは、
２種類の異なる濃度の溶液を混合しても,溶質の物質量(or質量)は,混合の前後で変わらないことより,
「混合前の溶質の物質量(or質量)の和」＝「混合後の溶質の物質量(or質量)」
を用いて解きます。
■溶液の濃度 完全攻略チャート③ サンプル
■溶液の濃度 過去問題解説集① サンプル
□収録校
学習院大学(2011年)、熊本大学(2011年)、関西大学(2012年)、和歌山大学(2011年)、福島大学(2011年)、東京理科大学(2011年)、岐阜大学(2011年)、日本女子大学(2011年)
センター試験 本試験：2009本、2007本 追試験： 2009追、2005追、2003追
これらを、「完全攻略チャート＆過去問解説集」で、詳しくわかりやすく解説しています。
「恋する化学」よりご購入いただけます。
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一般に,溶液中に含まれる溶質の割合を濃度といい,その表し方には,質量パーセント濃度,モル濃度,質量モル濃度などがあります。
濃度に関する出題タイプには,次のように主にⅠ～Ⅶの７つのタイプがあります。
Ⅰ.質量パーセント濃度に関する問題タイプ
Ⅱ.モル濃度に関する問題タイプ
Ⅲ.質量モル濃度に関する問題タイプ
Ⅳ.濃度の変換タイプ
Ⅴ.水和物の濃度タイプ
Ⅵ.希釈したときの濃度タイプ
Ⅶ.混合溶液の濃度タイプ
質量パーセント濃度は
溶液中に溶けている溶質の質量を百分率で表した濃度。溶液100gあたりの溶質の質量[g]。
モル濃度は
『溶液1L中に溶けている溶質の物質量[mol]で表した濃度。また,溶質の物質量[mol]を溶液の体積[L]で割ったもの』
で浸透圧をはじめ,溶液どうしの反応(酸・塩基,酸化還元反応)で頻繁に使われます！
例えば,水1Lに塩化ナトリウムNaCl (式量＝58.5)58.5gを溶かしても1[mol/L]とはなりません。
なぜなら,全体積が1Lになるとは限らないので。
質量モル濃度は
『溶媒1kg中に溶けている溶質の物質量[mol]を表した濃度。また溶質の物質量[mol]を溶媒の質量[kg]で割ったもの』
で沸点上昇・凝固点降下などで使われます。
溶液ではなく溶媒の質量となることに注意してください！
「Ⅳ.濃度の変換タイプ」は
質量パーセント濃度(％) ⇔ モル濃度(mol/L)
モル濃度(mol/L) ⇔ 質量モル濃度(mol/kg)
質量モル濃度 ⇔ 質量パーセント濃度(％)
へと変換する問題で、超頻出です！
それぞれの解法をきちんと整理して解けるようにしてください。(チャートで詳しく解説しています。)
「Ⅴ.水和物の濃度タイプ」は
水和物を水に溶かしたときの濃度に関する問題で、
水和物とは,硫酸銅(Ⅱ)五水和物CuSO4･5H2O,炭酸ナトリウム十水和物Na2CO3･10H2O,などのように水分子を含む物質のことで,含まれる水を水和水,水和水をもたない物質を無水物といいます。
☆解法のポイントは、
無水物と水和水の質量をそれぞれ分けて求めることがポイントで
無水物,水和水の質量は,無水物と水和水の分子量から比例配分して求めます。
「Ⅵ.希釈したときの濃度タイプ」は、
ある溶液を水で薄めたときの濃度に関する問題で、
☆解法のポイントは、
ある濃度の水溶液に水を加えると溶媒が増加するので,濃度が小さくなりますが,溶質の物質量(or質量)は薄める前後で全く変わらないことより,
「希釈前の溶液中の溶質の物質量(or質量)」＝「希釈後の溶液中の溶質の物質量(or質量)」
を用いて解きます。
「Ⅶ.混合溶液の濃度タイプ」は、
２種類の異なる濃度の溶液を混合したときの濃度に関する問題で
☆解法のポイントは、
２種類の異なる濃度の溶液を混合しても,溶質の物質量(or質量)は,混合の前後で変わらないことより,
「混合前の溶質の物質量(or質量)の和」＝「混合後の溶質の物質量(or質量)」
を用いて解きます。
■溶液の濃度 完全攻略チャート③ サンプル
■溶液の濃度 過去問題解説集① サンプル
□収録校
学習院大学(2011年)、熊本大学(2011年)、関西大学(2012年)、和歌山大学(2011年)、福島大学(2011年)、東京理科大学(2011年)、岐阜大学(2011年)、日本女子大学(2011年)
センター試験 本試験：2009本、2007本 追試験： 2009追、2005追、2003追
これらを、「完全攻略チャート＆過去問解説集」で、詳しくわかりやすく解説しています。
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金属イオンの反応と沈殿
今日は入試では超頻出分野である金属イオンの反応と沈殿について解説します。
※イオンの電荷が下付きになっていますがご了承ください。
塩化物イオンCl-(塩酸等を加える)を加えて沈殿するのは、
鉛イオンPb2+と銀イオンAg+の２つだけで、
塩化鉛PbCl2、塩化銀AgClの沈殿の色は２つとも白色となります。
※水銀イオンも沈殿するが入試ではまずでません。
他の金属イオンは、塩化物イオンを加えても、くっつきにくいので水溶液の中ではバラバラに分かれて溶けた状態にあります。
ともに白色である塩化鉛と塩化銀を区別する方法は３つあり
①光で分解するものが塩化銀。
②熱湯を加えると、再び溶け出すものが塩化鉛。
③過剰のアンモニア水を加えると錯イオンとなって再び溶け出すものが塩化銀になります。
硫酸イオンSO42-(硫酸とか硫酸ナトリウム水溶液等を加える)を加えて沈殿するものは、鉛イオンPb2+、バリウムイオンBa2+、カルシウムイオンCa2+の３つのイオンだけです。
硫酸鉛PbSO4、硫酸バリウムBaSO4、硫酸カルシウムCaSO4の沈殿の色は塩化物と同じ白色です。
他の金属イオンは沈殿はしません。
炭酸イオンCO32-を加えて沈殿するものは、硫酸イオンと同じになります。
入試では、バリウムイオンBa2+、カルシウムイオンCa2+の２つしか出ません。
沈殿の色は塩化物塩、硫酸塩と同様白色です。
他の炭酸塩は不安定なので入試ではでないのです。
炭酸塩は「塩酸を加えると二酸化炭素が発生する(弱酸の遊離反応)」ということもよく入試にでるので覚えましょう。
クロム酸イオンCrO42－を加えて沈殿するのは、これもまた硫酸イオンで沈殿するものと似ていて
鉛イオンPb2+、バリウムイオンBa2+、銀イオンAg+の３つになります。
硫酸イオンと異なるのは、カルシウムイオンではなくて、銀イオンが沈殿するということです！
クロム酸イオンCrO42－は、硫酸イオンのSをCrに置き換えただけなので硫酸イオンと似ているのです。クロム酸イオンの化学式が書けなくなる人がいますがこのように、硫酸イオンのSをCrで置き換えたものと覚えておくといいでしょう！
ただ、ここで注意してほしいのは、沈殿の色です。
PbCrO4が黄色、BaCrO4が黄色、Ag2CrO4が赤褐色になります。
水酸化物イオンOH-を加えて沈殿するのは、イオン化傾向がマグネシウム以下のものになります。
沈殿の色は、水酸化鉄(Ⅱ)Fe(OH)2が緑白色、水酸化鉄(Ⅲ)Fe(OH)3が赤褐色、水酸化銅Cu(OH)2が青白色、水酸化銀Ag2Oが褐色で、それ以外は白色と覚えましょう。
次に、
水酸化物イオンを加えて、一旦沈殿したものが、再溶解するものがあります。(以下①、②の２つの場合があります)
これは最も入試で問われる箇所なので、絶対に覚えましょう！
①過剰のアンモニア水NH3aqを加えて再溶解するのは
水酸化亜鉛Zn(OH)2、水酸化銅Cu(OH)2、水酸化銀Ag2Oの３つだけで錯イオンとなって再び溶解します。
そのうち銅の錯イオンだけが濃青色（深青色)をもっています。
他の錯イオンは色はありません。
②過剰の水酸化ナトリウムNaOHaqで再溶解するものは
水酸化亜鉛Zn(OH)2、水酸化アルミニウムAl(OH)3、水酸化スズSn(OH)2、水酸化鉛Pb(OH)2の４つで、両性元素の４つが再溶解すると覚えましょう！
この４つは、いずれもOH-の数が４つになった錯イオンをつくり無色の溶液となって溶けていきます。
硫化物イオンS2-(硫化水素の気体を吹き込む)で沈殿するものは、溶液をどう調整して吹き込むかによります。
あらかじめ、溶液を中性または塩基性に調整しておいてから、硫化水素を吹き込んだ場合は、イオン化傾向が亜鉛からニッケルまでが黒色沈殿します。
しかし、入試ででるのは、硫化亜鉛ZnS(これも非常によくでます！)と硫化鉄FeSで,
沈殿の色は硫化亜鉛ZnSが白色、硫化鉄FeSが黒色になります。
そして、イオン化傾向がスズ以下のものは、
酸性、中性、塩基性のどの液性で硫化水素を通しても常に硫化物の黒色沈殿をします。
硫化物イオンの沈殿物は、ほぼすべて黒色沈殿(一部褐色もありますが、入試ではまずでません)で、硫化亜鉛のみ白色沈殿と覚えましょう。
以上、覚えることがいっぱいあり、大変だとは思いますが、覚える際には問題を解きながら１つ１つ確認していくと頭に入りやすいです。
※イオンの電荷が下付きになっていますがご了承ください。
塩化物イオンCl-(塩酸等を加える)を加えて沈殿するのは、
鉛イオンPb2+と銀イオンAg+の２つだけで、
塩化鉛PbCl2、塩化銀AgClの沈殿の色は２つとも白色となります。
※水銀イオンも沈殿するが入試ではまずでません。
他の金属イオンは、塩化物イオンを加えても、くっつきにくいので水溶液の中ではバラバラに分かれて溶けた状態にあります。
ともに白色である塩化鉛と塩化銀を区別する方法は３つあり
①光で分解するものが塩化銀。
②熱湯を加えると、再び溶け出すものが塩化鉛。
③過剰のアンモニア水を加えると錯イオンとなって再び溶け出すものが塩化銀になります。
硫酸イオンSO42-(硫酸とか硫酸ナトリウム水溶液等を加える)を加えて沈殿するものは、鉛イオンPb2+、バリウムイオンBa2+、カルシウムイオンCa2+の３つのイオンだけです。
硫酸鉛PbSO4、硫酸バリウムBaSO4、硫酸カルシウムCaSO4の沈殿の色は塩化物と同じ白色です。
他の金属イオンは沈殿はしません。
炭酸イオンCO32-を加えて沈殿するものは、硫酸イオンと同じになります。
入試では、バリウムイオンBa2+、カルシウムイオンCa2+の２つしか出ません。
沈殿の色は塩化物塩、硫酸塩と同様白色です。
他の炭酸塩は不安定なので入試ではでないのです。
炭酸塩は「塩酸を加えると二酸化炭素が発生する(弱酸の遊離反応)」ということもよく入試にでるので覚えましょう。
クロム酸イオンCrO42－を加えて沈殿するのは、これもまた硫酸イオンで沈殿するものと似ていて
鉛イオンPb2+、バリウムイオンBa2+、銀イオンAg+の３つになります。
硫酸イオンと異なるのは、カルシウムイオンではなくて、銀イオンが沈殿するということです！
クロム酸イオンCrO42－は、硫酸イオンのSをCrに置き換えただけなので硫酸イオンと似ているのです。クロム酸イオンの化学式が書けなくなる人がいますがこのように、硫酸イオンのSをCrで置き換えたものと覚えておくといいでしょう！
ただ、ここで注意してほしいのは、沈殿の色です。
PbCrO4が黄色、BaCrO4が黄色、Ag2CrO4が赤褐色になります。
水酸化物イオンOH-を加えて沈殿するのは、イオン化傾向がマグネシウム以下のものになります。
沈殿の色は、水酸化鉄(Ⅱ)Fe(OH)2が緑白色、水酸化鉄(Ⅲ)Fe(OH)3が赤褐色、水酸化銅Cu(OH)2が青白色、水酸化銀Ag2Oが褐色で、それ以外は白色と覚えましょう。
次に、
水酸化物イオンを加えて、一旦沈殿したものが、再溶解するものがあります。(以下①、②の２つの場合があります)
これは最も入試で問われる箇所なので、絶対に覚えましょう！
①過剰のアンモニア水NH3aqを加えて再溶解するのは
水酸化亜鉛Zn(OH)2、水酸化銅Cu(OH)2、水酸化銀Ag2Oの３つだけで錯イオンとなって再び溶解します。
そのうち銅の錯イオンだけが濃青色（深青色)をもっています。
他の錯イオンは色はありません。
②過剰の水酸化ナトリウムNaOHaqで再溶解するものは
水酸化亜鉛Zn(OH)2、水酸化アルミニウムAl(OH)3、水酸化スズSn(OH)2、水酸化鉛Pb(OH)2の４つで、両性元素の４つが再溶解すると覚えましょう！
この４つは、いずれもOH-の数が４つになった錯イオンをつくり無色の溶液となって溶けていきます。
硫化物イオンS2-(硫化水素の気体を吹き込む)で沈殿するものは、溶液をどう調整して吹き込むかによります。
あらかじめ、溶液を中性または塩基性に調整しておいてから、硫化水素を吹き込んだ場合は、イオン化傾向が亜鉛からニッケルまでが黒色沈殿します。
しかし、入試ででるのは、硫化亜鉛ZnS(これも非常によくでます！)と硫化鉄FeSで,
沈殿の色は硫化亜鉛ZnSが白色、硫化鉄FeSが黒色になります。
そして、イオン化傾向がスズ以下のものは、
酸性、中性、塩基性のどの液性で硫化水素を通しても常に硫化物の黒色沈殿をします。
硫化物イオンの沈殿物は、ほぼすべて黒色沈殿(一部褐色もありますが、入試ではまずでません)で、硫化亜鉛のみ白色沈殿と覚えましょう。
以上、覚えることがいっぱいあり、大変だとは思いますが、覚える際には問題を解きながら１つ１つ確認していくと頭に入りやすいです。