Ba Ⅱ 次の文を読み, 問8 ~ 問11に答えよ。 ただし, 原子量は K=39, I = 127 とし, 0℃, 1.01×10 Pa における気体1molの体積は22.4Lとする。 通常の大気に比べて二酸化硫黄を多く含む空気中の二酸化硫黄の体積パーセントを求め るために,次の実験(操作 1~操作4) を行った。 ただし, 空気中に含まれる二酸化硫黄以 外の気体は、この実験の結果に影響を及ぼさないものとする。 20 操作 ヨウ化カリウム約20gとヨウ素約5gを純水に溶かして正確に 200 mL の水溶 液を調製した(これを水溶液Aとする)。 水溶液 A の色は褐色であった。 操作 2 水溶液 A 100 mLに二酸化硫黄を含む空気 100 L(27℃, 1.01×10 Pa)をゆっく り通じて,二酸化硫黄をすべて吸収させてヨウ素と反応させた。吸収後の水溶液の 色も褐色であったが,体積が減少していたので, 純水を加えて正確に100mLにし 大 た(これを水溶液 B とする)。 操作3 水溶液 Bを10.0mL はかり取り,指示薬を加えたのち, 0.100mol/Lのチオ硫酸 a te ナトリウム水溶液で滴定したところ, 終点までに 14.4mLを要した(注)。 操作 4 二酸化硫黄をまったく含まない空気100L (27℃, 1.01×10 Pa) を用いて,操作 2,3と同様の実験を行ったところ, 操作3で要した 0.100 mol/Lのチオ硫酸ナト リウム水溶液の体積は18.6mLであった。 (注)この滴定において, チオ硫酸イオンは次式のように還元剤としてはたらく。 <要注意 2 S2032- → S4O62 + 2e¯ 問8 操作2の下線部で起こる変化を化学反応式で記せ。 問9 操作3の滴定の際に用いる指示薬は何か。 指示薬として用いる物質の名称を記せ。 問10 操作3の滴定の際に起こる変化を,イオン反応式で記せ。 問11 操作2で通じた空気100L中の二酸化硫黄の物質量は何molか。 また, この空気 中の二酸化硫黄の体積パーセントは何%か。 四捨五入により有効数字2桁で記せ。 I

失し無色になるので,この点を終点とする。 問11 操作2の下線部では, 水溶液 A に吸収さ れた SO2の物質量と等しい物質量のI2が反応 して失われる。 したがって, 下線部で消費され I2 に相当する分だけ, 操作3のS2O3の滴 下量は, 操作4の滴下量よりも少なくなる。 下線部で水溶液 A に吸収されたSOの物質 量を [mol] とすると, n [mol] X 100 mL 18.6-14.4 =0.100mol/L× ・L 1000 n=2.1×10 mol この設問では, 水溶液AのI2のモル濃度が わからなくても解けるが, I2のモル濃度x [mol/L] は, 式 (2)より, x=9.30×10mol/L と求められる。 SO₂ -501² + 2e- ユー 10.0 mL n [mol] x -×2 100 mL 1 520 S406 +28- =0.100mol/L× 18.6-14.4 1000 ・L n=2.1×10-3mol 以上より, 空気中のSO2の体積パーセント 【Iz+2e- 21" は, 300 K 22.4L/mol×2.1×10-molx 273 K -X100 100 L =0.0516≒5.2×10-2% Pv=nRT SD+H+ +2e→SD2+2H20)