窒素肥料 X の窒素含有率(質量パーセント)を調べるために、次の実験を行った。 ただし,Xに含まれる窒素成分は硝酸アンモニウム NHNO3のみであり,それ以 の成分は一連の反応に関与しないものとする。 アを吸収後の水溶液 200mL から い X5.00gをはかり取り、濃い水酸化ナトリウム水溶液を十分に加えて加熱し、発 生したアンモニアをすべて0.200mol/Lの希硫酸200mLに吸収させた。アンモニ を用いて正確に10.0mLをコニカル ビーカーにはかり取って,指示薬としてメチルレッド (変色域:pH4.2~6.2) を加え, 水溶液中に残っている未反応の硫酸を中和するために, 0.200mol/Lの水酸化ナトリ ウム水溶液を用いて中和滴定を行ったところ、終点までに5.00mLを要した。 ③の中和反応が完了したときを 知ることができる。 なお、 変色域が塩基性側にあるフェノールフタ レイン (変色域 pH8.0 ~ 9.8) を指示薬として用いた場合には,式 ③に続いて式 ④ の反応も起こってしまうため, H2SOの量を求 めることができない。 NH&NO」とNaOHの反応 (式①)によって発生したNH3の物質 量を x[mol] とする。 このNH』 と式②で反応したH2SO4 の物質 量は 12 [mol] だから,残っているH2SO4 の物質量は, 0.200mol/Lx_200 1000 L-(mol) 中和滴定で用いる指示薬 フェノールフタレイン 変色(無色)pH8.0~DH.9.3 (色) メチルレッド NH3 吸収後の水溶液 200mLからはかり取った10.0mLの水溶 液中のH2SO4 の物質量は, 10.0 mL 1000 L-(mol))x- 200 mL (0.200mol/Lx- 200 これをNaOH水溶液で中和滴定したので、H2SOは2の酸, NaOHは1の塩基だから, 中和反応の量的関係より、 2×0.200mol/Lx 2000 L-(mol))x100 mL 問7 選び、その名称を記せ。 空欄 い に適する実験器具として最も適切なものを次の図のうちから一つ ピペリ 色: 赤色) pH4.2~pH.6.2 (黄色) メチルオレンジ 変色: (赤色) pH3.1pH4.4 解法のポイント/ 中和の量的関係 =1x0.200mol/Lx 5.00 1000 酸が放出するH* の物質量 [mol] =塩基が受け取る H の物質量 [mol] (塩基が放出する OH-の物質量(mol]) x=6.00×10-mol (別解 発生したNHの物質量 x[mol] は, 実験に用いたH2SO4 全部の H+の授受に着目して次のように求めることもできる。 nの酸のc [mol/L] 溶液 [L]と、 カの塩基の[mol/L] 溶液 [L]が通 不足なく中和反応するとき nXcXv=n' Xcxu NH3 吸収後に残ったH2SO4の全量を NaOHで中和する場合, 中 和に要する NaOH水溶液の体積は, 5.00mL× 200mL 10.0ml である。 /H2SO が放出する H+ の物質量 200 2×0.200mol/Lx- -L 1000 問8 0.200mol/Lの希硫酸 200mLに吸収させたアンモニアの物質量は何molか。 四捨五入により有効数字3桁で記せ。 NH が受け取る H* の物質量 1xx [mol] NaOH が受け取る H の物質量 5.00 x 200 7.90ml 1x0.200 mol/LX- 10.0 1000 したがって、 2x0.200 mol/Lx- 200 1000 19 窒素肥料 X の窒素含有率(質量パーセント)は何%か。 四捨五入により有効数字 3桁で記せ。 ただし, 原子量はH=1.0, N=14.0, O=16.0 とする。 <-47- =1xx[mol]+1×0.200mol/Lx- x=6.00×10-2 mol 200 5.00x 10.0 L 1000 <<-94-