化学変化と原子・分子の問題

うすい塩酸を入れたビーカーと、炭酸水素ナトリウムの粉末を用意して、次の実験を行った。

実験 1: うすい塩酸を入れたビーカー全体の質量をはかると $75.0\text{g}$ であった。このビーカーに炭酸水素ナトリウム $4.2\text{g}$ を加えたところ、気体（二酸化炭素）が発生した。気体が発生しなくなってから、ビーカー全体の質量をはかると $77.0\text{g}$ であった。

実験 2: 実験 1 と同じ質量・同じ濃度のうすい塩酸を入れた別のビーカー（ビーカー全体の質量は $75.0\text{g}$）に、炭酸水素ナトリウム $6.3\text{g}$ を加え、気体が発生しなくなってからビーカー全体の質量をはかった。

実験 2 ではかったビーカー全体の質量は何 g ですか。

ただし、実験 1・実験 2 のどちらでも、加えた炭酸水素ナトリウムはすべて塩酸と反応したものとします。発生した二酸化炭素はすべて空気中に出ていき、水の蒸発は考えないものとします。また、発生する二酸化炭素の質量は、反応した炭酸水素ナトリウムの質量に比例するものとします。

うすい塩酸を入れたビーカー全体の質量をはかると $82.4\text{g}$ でした。このビーカーに炭酸水素ナトリウム $2.0\text{g}$ を加えたところ、気体の二酸化炭素が発生しました。気体が発生しなくなってから、ビーカー全体の質量をはかると $83.6\text{g}$ でした。発生してビーカーの外へ出ていった二酸化炭素の質量は何 g ですか。ただし、ビーカーから出ていった物質は二酸化炭素だけとします。

石灰石（炭酸カルシウム）にうすい塩酸を加えると、二酸化炭素が発生する。この反応を使って、次の実験を行った。

実験 1: ペットボトルにうすい塩酸を入れ、石灰石 $2.00\text{g}$ を塩酸にふれないように入れて、ふたを閉めた。ふたを含めた全体の質量をはかると $120.00\text{g}$ であった。次に、ふたを閉めたままペットボトルをかたむけて石灰石と塩酸を反応させた。気体が発生しなくなってから全体の質量をはかると $120.00\text{g}$ であった。その後、ふたをゆっくり開けてしばらく置き、再びふたを含めた全体の質量をはかると $119.12\text{g}$ であった。

実験 2: 実験 1 と同じ質量のペットボトル・ふたと、実験 1 と同じ量のうすい塩酸を用意し、石灰石の質量だけを $3.50\text{g}$ に変えて、実験 1 と同じ操作を行った。

ただし、石灰石はすべて炭酸カルシウムでできており、どちらの実験でも塩酸は十分な量があって石灰石はすべて反応したものとする。また、ふたを開けると発生した二酸化炭素はすべてペットボトルの外に出ていき、それ以外の物質は外に出ないものとし、二酸化炭素が水にとけることは考えないものとする。

実験 2 で、ふたを開けてしばらく置いたあとの、ふたを含めた全体の質量は何 g ですか。

水酸化ナトリウムを少しとかした水を電気分解装置に入れて電流を流すと、水が分解して、陰極から水素、陽極から酸素が発生する。しばらく電流を流したところ、水が $4.5\text{g}$ 分解し、発生した水素の質量は $0.5\text{g}$ であった。

このとき発生した酸素の質量は何 g ですか。ただし、水酸化ナトリウムは変化せず、分解した水からは水素と酸素だけができるものとする。

黒色の酸化銀を試験管に入れて加熱すると、酸化銀は銀と酸素に分解し、試験管には白っぽい銀が残る。酸化銀 $2.9\text{g}$ を質量が変化しなくなるまで十分に加熱したところ、試験管に残った銀の質量は $2.7\text{g}$ であった。

同じ方法で酸化銀 $8.7\text{g}$ を十分に加熱して完全に分解させたとき、試験管に残る銀の質量は何 g ですか。ただし、発生した酸素はすべて試験管の外に出ていくものとする。