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問題 1

未知の塩 MXX2\ce{MX2} は第2族金属のハロゲン化物である。(a) MXX2\ce{MX2} 10.00 g を水 50.0 g に溶かすと凝固点が −4.50 ∘C-4.50\ ^{\circ}\mathrm{C} の均一溶液が得られる。MXX2\ce{MX2} のモル質量を求めよ。水の Kf=1.86 ∘C m−1K_f = 1.86\ ^{\circ}\mathrm{C}\,m^{-1}。(b) NaX2COX3\ce{Na2CO3} 10.00 g と MXX2\ce{MX2} 10.00 g を水 200.0 mL に混ぜると MCOX3\ce{MCO3} が沈殿する。上澄み液の pH を求めよ。Ka(HX2COX3)=4.3×10−7K_a(\ce{H2CO3}) = 4.3 \times 10^{-7}、Ka(HCOX3X−)=4.7×10−11K_a(\ce{HCO3-}) = 4.7 \times 10^{-11}。(c) MXX2\ce{MX2} 10.00 g の水溶液に過剰の硝酸銀を加え、乾燥した沈殿の質量は 15.2 g であった。MXX2\ce{MX2} を特定せよ。(d) 50 mL の水に溶かした MXX2\ce{MX2} 10.00 g に NaX2SOX4\ce{Na2SO4} を合計 10 g まで徐々に加えたとき、沈殿の質量がどう変化するか述べよ。(e) MXX2\ce{MX2} の炎色反応の色を答えよ。
ステップ 2/4: AgX の質量からハロゲン化物を特定
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10.00MM+2MX×2(107.87+MX)=15.2⇒MX=79.9 (Br), MM=87.6 (Sr)⇒MXX2=SrBrX2\frac{10.00}{M_M + 2M_X} \times 2 (107.87 + M_X) = 15.2 \Rightarrow M_X = 79.9\ (\ce{Br}),\ M_M = 87.6\ (\ce{Sr}) \Rightarrow \ce{MX2} = \ce{SrBr2}
分析

MXX2\ce{MX2} 1 mol から AgX\ce{AgX} は 2 mol。(a) の M≈248M \approx 248 と照合すると X = Br、M(SrBrX2)=247.4M(\ce{SrBr2}) = 247.4 g mol−1^{-1} で n=0.0404n = 0.0404 mol、m(AgBr)=0.0808×187.8=15.2m(\ce{AgBr}) = 0.0808 \times 187.8 = 15.2 g と完全一致。塩は臭化ストロンチウム SrBrX2\ce{SrBr2}。

よくある誤り. 係数2を忘れないこと：n(AgX)=2n(MXX2)n(\ce{AgX}) = 2n(\ce{MX2})。抜くと X の質量が2倍ずれる。