45AM20｜第45回 第2種ME技術実力検定試験 過去問

正答

1

この問題のポイント

この問題では、中和滴定 によって硫酸の濃度を求めます。

硫酸 H2SO4 は 2価の酸であり、1 mol の硫酸を中和するには 2 mol の水酸化ナトリウム NaOH が必要です。

反応式は次のように考えます。

H2SO4 + 2 NaOH → Na2SO4 + 2 H2O

解説

まず、水酸化ナトリウム NaOH の物質量を求めます。

NaOHの濃度は、

0.10 mol ／ L

滴定量は、

20 mL = 0.020 L

です。

NaOHの物質量は、

物質量 = 濃度 × 体積

NaOHの物質量 = 0.10 mol ／ L × 0.020 L

NaOHの物質量 = 0.0020 mol

硫酸1 molに対して、NaOHは2 mol必要です。

したがって、硫酸の物質量は、

硫酸の物質量 = NaOHの物質量 / 2

硫酸の物質量 = 0.0020 mol / 2

硫酸の物質量 = 0.0010 mol

硫酸の体積は、

50 mL = 0.050 L

です。

硫酸の濃度は、

濃度 = 物質量 / 体積

硫酸の濃度 = 0.0010 mol / 0.050 L

硫酸の濃度 = 0.020 mol ／ L

したがって、正答は 0.020 mol ／ L です。

ひっかけポイント
硫酸は H+ を2個出せる 2価の酸 です。
NaOHと1対1で計算すると、0.040 mol ／ L を選びやすくなります。

選択肢の確認

1．0.020
正しい。
NaOHは 0.10 mol ／ L × 0.020 L = 0.0020 mol です。硫酸は2価の酸なので、硫酸の物質量はその半分の 0.0010 mol です。これを 0.050 L で割ると 0.020 mol ／ L になります。

2．0.025
誤り。
0.025 mol ／ L は、中和の係数や体積換算が正しく反映されていない値です。硫酸とNaOHの反応比は 1：2 です。

3．0.040
誤り。
NaOHの物質量 0.0020 mol をそのまま硫酸の物質量として扱うと、0.0020 mol / 0.050 L = 0.040 mol ／ L になります。しかし硫酸は2価の酸なので、NaOHの半分の物質量として計算します。

4．0.050
誤り。
0.050 mol ／ L は、滴定量や反応比から得られる値ではありません。体積と物質量の関係を整理して計算する必要があります。

5．0.080
誤り。
0.080 mol ／ L は大きすぎます。硫酸を2価の酸として扱わず、さらに計算方向を誤ると選びやすい値です。

覚えるポイント

• 中和滴定では 物質量 = 濃度 × 体積 を使う。
• mL は L に直す。
• 20 mL = 0.020 L。
• 50 mL = 0.050 L。
• 硫酸 H2SO4 は 2価の酸。
• 反応比は H2SO4：NaOH = 1：2。
• この問題の硫酸濃度は 0.020 mol ／ L。