5分で解ける!物質の変化(テスト4、第2問)に関する問題
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この動画の問題と解説
問題
解説
化学反応の過不足の問題では、「不足している方」の物質を基準にする
(1)は、亜鉛の質量を求める問題です。
まずは、亜鉛と塩酸の化学反応式を書きましょう。
Zn+2HCl→H2+ZnCl2
次にグラフを読み取りましょう。
横軸には塩酸の体積、縦軸には発生する水素の体積が書かれています。
塩酸を加えていくと、水素の体積が増えていきます。
しかし、10.0mL加えたところで、水素が増えなくなりました。
この時点で、Znが無くなったことが予想できますね。
つまり、 Znが完全に反応すると、224mLのH2が発生 することになります。
これを利用して、実際に計算してみましょう。
まず、今わかっているのは、H2の体積224mLですね。
ここから、 H2の物質量 を求めましょう。
気体1molあたりの体積は22.4Lなので、比例式を立てることができます。
LとmLを合わせるのを忘れないようにしましょう。
1mol:22400mL=x mol:224mL
x=0.01
よって、 H2の物質量は0.01mol となります。
次に、物質量の比に注目しましょう。
化学反応式の係数に注目すると、物質量の比は、Zn:H2=1:1となります。
したがって、 Znの物質量も0.01mol ですね。
最後に、 Znの質量 を求めましょう。
Zn 1molあたりの質量は、65gです。
さらに、このとき使用した亜鉛の質量を求めると、亜鉛は0.01molです。
1mol:65g=0.01mol:x g
x=0.65
よって、答えは、 0.65g となります。
(2)は、発生する水素の体積を求める問題です。
(1)と同じ質量ということは 亜鉛は0.65g ということです。
(2)では、 塩酸の濃度は3mol/L になっています。
(1)の場合とどのように違うのか、注目してみましょう。
まず、(1)では、2mol/Lの塩酸を10.0mL加えています。
ということは、塩酸の物質量は、いくらでしょうか?
2mol/L×10.0mL/1000=0.02mol
亜鉛0.65gに対しては、塩酸0.02molがちょうど反応する わけです。
つまり、0.02mol以上加えたところで、Znはもう残っていません。
ということは、 発生するH2の体積も変わりません ね。
よって、答えは、 224mL です。
演習2は、化学反応における過不足の計算です。