身のまわりの物質の問題
うすい塩酸を入れたビーカーと、石灰石の小さなかけらをいっしょに電子てんびんにのせると、全体の質量は であった。次に、石灰石をビーカーの塩酸の中に入れたところ、二酸化炭素が発生した。泡が出なくなってから、ビーカー(中身をふくむ)の質量をはかると であった。
発生した二酸化炭素はすべて空気中に出ていき、ビーカーから出ていったものは二酸化炭素だけであったとする。また、実験をしたときの温度と圧力では、二酸化炭素の密度は であったとする。
発生した二酸化炭素の体積は何 ですか。
この問題で使うもの
この問題を解けるようになるまで(5 技能)
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ヒント
行き詰まったら、上から順に 1 つずつ開いてください。
ヒント 1
ビーカーにふたをしていないので、発生した二酸化炭素は空気中に出ていきます。反応の前後で全体の質量がどれだけ減ったかを考えましょう。
ヒント 2
減った質量が発生した二酸化炭素の質量です。体積 = 質量 ÷ 密度 で体積を求めます。
ヒント 3
二酸化炭素の質量は です。これを密度 で割って L 単位の体積を求め、 に直しましょう。
答えと解説
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解説を読む
石灰石と塩酸が反応すると二酸化炭素が発生する。ビーカーにふたをしていないので、発生した二酸化炭素は空気中に出ていき、その分だけ全体の質量が小さくなる。ビーカーから出ていったのは二酸化炭素だけなので、減った質量が発生した二酸化炭素の質量である。
密度 は、二酸化炭素 の質量が であることを表す。体積は
なので、
である。
別解
ビーカーから出ていったのは二酸化炭素だけなので、質量の減少分が発生した二酸化炭素の質量である。。
密度が なので、体積は 。 より 。
検算: の二酸化炭素の質量は で、質量の減少分と一致する。