【解答・解説】中和反応と反応式の作り方 練習問題5問【高校化学】

酸・塩基・中和
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【前回の記事】中和反応の仕組みと反応式の作り方
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前回の練習問題5問、解けましたか?この記事では全5問の解答と解説を丁寧に説明します。中和反応式の作り方をマスターして次のステップに進みましょう!

📋 解答一覧(まず答え合わせ)
  • 問題1:①HCl+KOH→KCl+H₂O ②H₂SO₄+Ca(OH)₂→CaSO₄+2H₂O ③HNO₃+NaOH→NaNO₃+H₂O
  • 問題2:①CH₃COOH+NaOH→CH₃COONa+H₂O ②H₂SO₄+2NH₃→(NH₄)₂SO₄ ③2HCl+Ca(OH)₂→CaCl₂+2H₂O
  • 問題3:①BaCl₂(塩化バリウム) ②K₂SO₄(硫酸カリウム) ③Ca(NO₃)₂(硝酸カルシウム)
  • 問題4:100 mL
  • 問題5:イオン反応式:H⁺+OH⁻→H₂O 化学反応式:H₂SO₄+Ba(OH)₂→BaSO₄+2H₂O 塩:BaSO₄(硫酸バリウム)
問題 1 ①HCl+KOH ②H₂SO₄+Ca(OH)₂ ③HNO₃+NaOH の中和反応式を書け。
答え
① HCl + KOH → KCl + H₂O
② H₂SO₄ + Ca(OH)₂ → CaSO₄ + 2H₂O
③ HNO₃ + NaOH → NaNO₃ + H₂O
①HCl + KOH(1価+1価)

HClは1価、KOHは1価 → 1:1で反応
塩はK⁺とCl⁻が結合してKCl(塩化カリウム)

②H₂SO₄ + Ca(OH)₂(2価+2価)

H₂SO₄(2価)からH⁺が2mol、Ca(OH)₂(2価)からOH⁻が2mol → 1:1で反応
生成するH₂Oは2mol(係数2を忘れずに)
塩はCa²⁺とSO₄²⁻が結合してCaSO₄(硫酸カルシウム)

③HNO₃ + NaOH(1価+1価)

HNO₃は1価、NaOHは1価 → 1:1で反応
塩はNa⁺とNO₃⁻が結合してNaNO₃(硝酸ナトリウム)

問題 2 ①CH₃COOH+NaOH ②H₂SO₄+NH₃(2:1) ③HCl+Ca(OH)₂ の中和反応式を書け。
答え
① CH₃COOH + NaOH → CH₃COONa + H₂O
② H₂SO₄ + 2NH₃ → (NH₄)₂SO₄
③ 2HCl + Ca(OH)₂ → CaCl₂ + 2H₂O
①CH₃COOH + NaOH(弱酸+強塩基)

弱酸でも中和反応は起こります。
塩はNa⁺とCH₃COO⁻が結合してCH₃COONa(酢酸ナトリウム)

②H₂SO₄ + 2NH₃(強酸+弱塩基)

H₂SO₄(2価)のH⁺が2mol → NH₃が2mol必要
NH₃はOH⁻を直接放出しないため水が生成しない点に注意!
塩:(NH₄)₂SO₄(硫酸アンモニウム)

③2HCl + Ca(OH)₂(1価+2価)

Ca(OH)₂(2価)のOH⁻が2mol → HCl(1価)が2mol必要
塩はCa²⁺とCl⁻×2が結合してCaCl₂(塩化カルシウム)
H₂Oの係数も2になることを確認しましょう。

⚠️ NH₃との中和で水が生成しない理由

NH₃はOH⁻を直接放出せず、H⁺を受け取ってNH₄⁺になります。
H₂SO₄ + 2NH₃ → (NH₄)₂SO₄
H₂SO₄のH⁺がNH₃に渡るだけで、H₂Oは生成されません。

問題 3 ①HCl+Ba(OH)₂ ②H₂SO₄+KOH ③HNO₃+Ca(OH)₂ で生成する塩の化学式と名前を答えよ。
答え
① BaCl₂(塩化バリウム)
② K₂SO₄(硫酸カリウム)
③ Ca(NO₃)₂(硝酸カルシウム)
酸の陰イオン塩基の陽イオン塩の名前
Cl⁻(HClから) Ba²⁺(Ba(OH)₂から) BaCl₂ 塩化バリウム
SO₄²⁻(H₂SO₄から) K⁺(KOHから)×2 K₂SO₄ 硫酸カリウム
NO₃⁻(HNO₃から)×2 Ca²⁺(Ca(OH)₂から) Ca(NO₃)₂ 硝酸カルシウム
塩の化学式の作り方

陽イオンの電荷×個数 = 陰イオンの電荷×個数 になるように個数を調整します。
例)K⁺(+1)とSO₄²⁻(−2)→ K⁺が2個必要 → K₂SO₄

問題 4 0.50 mol/LのH₂SO₄水溶液200 mLを完全に中和するのに必要な2.0 mol/LのNaOH水溶液は何mLか。
答え
100 mL
STEP 1:H₂SO₄のmol数とH⁺のmol数

H₂SO₄のmol数 = 0.50 mol/L × 200/1000 L = 0.10 mol
H₂SO₄は2価なのでH⁺のmol数 = 0.10 × 2 = 0.20 mol

STEP 2:必要なNaOHのmol数

中和条件:H⁺のmol数 = OH⁻のmol数
NaOHは1価なのでOH⁻のmol数=NaOHのmol数
必要なNaOHのmol数 = 0.20 mol

STEP 3:体積を求める

体積 = mol数 ÷ 濃度 = 0.20 ÷ 2.0 = 0.10 L = 100 mL

問題 5 硫酸+水酸化バリウムのイオン反応式・化学反応式を書け。また生成する塩の名前を答えよ。
答え
イオン反応式:H⁺ + OH⁻ → H₂O
化学反応式:H₂SO₄ + Ba(OH)₂ → BaSO₄ + 2H₂O
塩:BaSO₄(硫酸バリウム)
中和反応のイオン反応式

どの強酸・強塩基の組み合わせでも、中和のイオン反応式は常に同じです:
H⁺ + OH⁻ → H₂O

係数の確認

H₂SO₄(2価):H⁺が2mol
Ba(OH)₂(2価):OH⁻が2mol
→ 1:1で反応、H₂Oが2mol生成
塩:BaSO₄(硫酸バリウム)は水に難溶性(白色沈殿)

💡 BaSO₄は白色沈殿!

H₂SO₄+Ba(OH)₂の反応では、生成するBaSO₄が水に溶けにくいため白色の沈殿が生じます。この反応はSO₄²⁻の検出に利用されます。

📝 この記事のまとめ
  • 中和反応式はH⁺とOH⁻のmol数を等しくして係数を調整する
  • NH₃との中和では水が生成しない(H₂SO₄+2NH₃→(NH₄)₂SO₄)
  • 塩の化学式:陽イオン×個数の電荷=陰イオン×個数の電荷
  • 中和のイオン反応式は常にH⁺+OH⁻→H₂O
  • H₂SO₄+Ba(OH)₂でBaSO₄(白色沈殿)が生成する

📖 次の記事:中和のモル計算
酸と塩基のmol数から濃度・体積を求める計算方法を学びましょう!
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