【過去問】酸と塩基・pHとは？液性の見分け方を解説｜危険物取扱者【甲、乙、丙】

解説

誤っているのは２。リトマス紙の色の変化が逆になっている。正しくは、酸は青色リトマス紙を赤色に、塩基は赤色リトマス紙を青色に変える。１（酸の定義）、３（塩基の定義）、４（pHで強弱を表す）、５（中和の定義）はいずれも正しい。

解説

正しいのは２。水素イオン（H⁺）を与える物質が酸（A）、受け取る物質が塩基（B）。アンモニアと水の反応（NH₃＋H₂O→NH₄⁺＋OH⁻）では、水がアンモニアにH⁺を与えるので、水は酸（C）としてはたらく。塩化水素と水の反応（HCl＋H₂O→H₃O⁺＋Cl⁻）では、水が塩化水素からH⁺を受け取るので、水は塩基（D）としてはたらく。同じ水でも、相手によって酸にも塩基にもなる。

解説

誤っているのは３。酸には、硫酸（H₂SO₄）や硝酸（HNO₃）のように酸素を含むものと、塩酸（HCl）や硫化水素（H₂S）のように酸素を含まないものがある。１（電離して水素イオンを生じ、水中ではオキソニウムイオンとして存在する）、２（酸味）、４（亜鉛と反応して水素が発生）、５（中和で塩と水）はいずれも正しい。

解説

正しいのは１。一塩基酸（１価の酸）は、１分子から水素イオンH⁺を１個出せる酸で、酢酸（CH₃COOH）のほか、塩酸（HCl）や硝酸（HNO₃）が該当する。酢酸は水素原子を４個もつが、H⁺として出せるのはCOOHのHの１個だけ。２のリン酸（H₃PO₄）は３価の酸。３の水酸化ナトリウム（NaOH）は酸ではなく、１価の塩基。４の硫化水素（H₂S）と５の硫酸（H₂SO₄）は２価の酸。

解説

正しいのは５。硝酸（HNO₃）は、塩酸（HCl）・硫酸（H₂SO₄）と並ぶ代表的な強酸で、水中でほぼ完全に電離する。１の硫化水素、２の酢酸、３のシュウ酸、４のリン酸は、水中で一部しか電離しない弱酸。

解説

誤っているのは４。pHは水素イオン濃度が高いほど小さくなる（pH＝−log［H⁺］）。水素イオン濃度が高い＝酸性が強い＝pHが小さい、という逆の関係。１（記号はpH）、２（液性の程度を表す）、３（pH７の水素イオン濃度は1.0×10⁻⁷mol/L）、５（25℃の純水はpH７）は正しい。

解説

正しいのは３（pH6.8）。酸性はpHが７より小さいもので、選択肢では１の2.0・２の5.1・３の6.8が該当する。そのうち中性（pH７）に最も近いのは、７との差が0.2の6.8。４の7.1は７に近いが、７より大きいので塩基性で、「酸性で」という条件に合わない。５の11.3は強い塩基性。

解説

正しいのは３（pH５）。①0.00001は小数点以下５けた目に１があるので、1.0×10⁻⁵と表せる。②塩酸は強酸でほぼ完全に電離するので、［H⁺］＝1.0×10⁻⁵mol/L。③［H⁺］＝1.0×10⁻ⁿのnがpHなので、pH＝５となる。１のpH１・２のpH３は、濃度がもっと高い（0.1mol/L・0.001mol/L）ときの値。４のpH７は中性、５のpH９は塩基性で、酸の水溶液の値ではない。