鉛の化合物

46th International Chemistry Olympiad
Hanoi, Vietnam - 2014
Preparatory Problems
問題 9. 鉛の化合物
(20140310 修正：ピンク色の部分)
1. 次の核種のうち，238Uの崩壊系列の最終核種はどれか。209Bi (I)，208Pb (II)，207Pb (III)，
206
Pb (IV)。適切なボックスをチェックしなさい。
□
(I)
□
(II)
□
(III)
□
(IV)
2. 自然崩壊系列は３つある。これらはTh-232(I), U-238(II), U- 235(III) から始まりPb-208,
Pb-206, Pb-207で終わる。６つのα崩壊と４つのβ崩壊で崩壊するのはどれか。正解を選
び、適切なボックスをチェックしなさい。
□
(I)
□
(II)
□
(III)
□
なし
3. 0.020 mol/L Na2SO4； 5.0×10−3 mol/L Na2C2O4； 9.7×10−3 mol/L KI;；0.05 mol/L KCl；
0.0010 mol/L KIO3 の濃度組成の混合溶液20.00 mL にPb(NO3)2 溶液を徐々に加えた。PbI2
の黄色沈殿が生じ始めるのに21.60 mLのPb(NO3)2溶液を要した。
3.1 沈殿が生成する順番を決めなさい。
3.2 Pb(NO3)2溶液の濃度を計算しなさい。
ただし，pK
pK
sp(PbSO4)
sp(PbC2 O4 )
= 7.66； pK
= 12.61； pK
= 7.86；
sp(Pb(IO3)2)
sp(PbI2)
= 10.05； pK
sp( PbCl2)
= 4.77とする（イオンのほかの反応は
無視する）。
4.
Pb 2 + の検出に広く使われる試薬に黄色沈殿 PbCrO4を与える K2CrO4がある。こ
の沈殿は過剰の NaOHに溶ける。 PbCrO4の溶解度は pH ばかりではなく，配位性の
−5
化学種の存在にも依存する。 1 mol/L 酢酸中の PbCrO4 の溶解度s = 2.9×10 mol/L
のとき, PbCrO4の溶解度積 Ksp を計算しなさい。
pK a ( CH 3COOH ) = 4.76; log β Pb(CH COO ) + = 2.68; log β Pb(CH 3 COO ) 2 = 4.08; pK a ( HCrO − ) = 6.5
4
3
Pb2+ + H2O
PbOH+ + H+
*
β = 10-7.8
Cr2O72- + H2O
2CrO42- + 2H+ K = 10-14.64
th
46 IChO Preparatory Problems, Hanoi, Vietnam, July 2014
1
46th International Chemistry Olympiad
Hanoi, Vietnam - 2014
5.
Preparatory Problems
鉛蓄電池として広く知られる鉛酸電池は，酸化鉛 (IV)のペーストで覆われた鉛の正極
とスポンジ状の鉛からなる負極の二つの鉛電極からなる。二つの電極は水と硫酸からな
る電解質溶液中に挿入されている。放電時の各電極での化学反応式，合計の反応式，お
0
よび電池の構成を記しなさい。ただし， EPb
= −0.126 V ;
2+
/ Pb
o
pK a ( HSO − ) = 2.00; pK sp ( PbSO4 ) = 7.66; 25 Cにおいて 2.303
4
0
EPbO
= 1.455 V ;
/ Pb2+
2
RT
= 0.0592 Vとする。
F
6. 以下の値を求めなさい。
6.1 E 0PbSO /Pb ; E 0PbO /PbSO
4
2
4
6.2 C H 2 S O 4 ≈ 1.8 mol/L のときの鉛蓄電池の起電力 (V) 。
Chemistry: The flavor of life
2

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