正答 (4)

混合した酸と塩基の物質量を比べ、余った分の濃度を求めます。

HCl ＝ 1.0 × 10⁻² mol/L × 0.010 L ＝ 1.0 × 10⁻⁴ mol

NaOH ＝ 3.0 × 10⁻² mol/L × 0.010 L ＝ 3.0 × 10⁻⁴ mol

中和後に残る OH⁻ ＝ 2.0 × 10⁻⁴ mol、溶液の体積は 20 mL なので、[OH⁻] ＝ 2.0 × 10⁻⁴ ÷ 0.020 ＝ 1.0 × 10⁻² mol/L

[H⁺] ＝ 1.0 × 10⁻¹⁴ ÷ 1.0 × 10⁻² ＝ 1.0 × 10⁻¹² mol/L

よって（4）が正しい値です。

混合すると体積が2倍の 20 mL になることを忘れると、[OH⁻] が2倍になり、答えがずれます。

この問題で狙われた罠：中和反応の量的関係（計算）

酸の物質量（価数×濃度×体積）＝塩基の物質量。混合後は、余った分を全体積で割る。