物質量と化学反応式の問題
硫酸銅(II)五水和物 の結晶 を水 に完全に溶かして水溶液をつくった。この水溶液における硫酸銅(II) の質量モル濃度は何 か。有効数字 2 桁で求めよ。ただし、原子量は 、、、 とし、溶かす操作の間に水の蒸発はないものとする。
この問題で使うもの
- 水和物を溶かした溶液の濃度(説明と入口の問題)
- 質量モル濃度(説明と入口の問題)
- 原子量・分子量・式量(説明と入口の問題)
- 物質量と質量・粒子の数(説明と入口の問題)
この問題を解けるようになるまで(11 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
質量モル濃度は「溶媒 1 kg あたりの溶質の物質量」です。溶質は CuSO₄(無水物)として数えます。
ヒント 2
結晶に含まれる水和水(5H₂O)は、溶かすと溶媒の水に加わります。結晶 1 mol から CuSO₄ が 1 mol 得られます。
ヒント 3
結晶は で、その水和水は です。溶媒の質量は になります。
答えと解説
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解説を読む
モル質量
溶質の物質量
結晶 1 mol から が 1 mol 得られるので
溶媒(水)の質量
結晶に含まれていた水和水も、溶かした後は溶媒の水になる。結晶中の水和水の質量は
(または )。よって溶媒の質量は
質量モル濃度
質量モル濃度は「溶媒 1 kg あたりの溶質の物質量」なので
別解
式量: 、、。
結晶 の物質量は 。これは と、結晶水 を含む。
結晶水の質量: 。結晶水は溶けると溶媒の水になるので、溶媒の水の質量は
質量モル濃度は溶質の物質量を溶媒の質量(kg)で割った値:
有効数字 2 桁で 。
検算: 溶質 の質量は 、溶媒 で合計 となり質量が一致する。