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身のまわりの物質の問題

難易度 2教科書の章末問題レベル中学理科 身のまわりの物質

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)
算数中学高校大学大学院

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一覧で見る(前提が先)
  1. 実験器具の使い方と安全
  2. メスシリンダーによる体積の測定
  3. 密度の計算
  4. 質量保存の法則
  5. 気体の質量と体積

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。

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