物質量と化学反応式の問題
亜鉛 に、濃度 の希硫酸 を加えたところ、次の反応が起こり、どちらか一方がなくなるまで反応が進んだ。
このとき発生した水素 の体積は、、 において何 L か。有効数字 2 桁で答えよ。ただし、原子量は とし、、 における気体のモル体積は とする。水素は理想気体とみなし、水への溶解は無視する。
この問題で使うもの
- 物質量と質量・粒子の数(説明と入口の問題)
- モル濃度(説明と入口の問題)
- 過不足のある反応(説明と入口の問題)
- 気体の体積と物質量(説明と入口の問題)
- 溶液を使った反応の量的関係(説明と入口の問題)
この問題を解けるようになるまで(9 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
亜鉛と硫酸をそれぞれ物質量に直し、どちらが先になくなるかを調べましょう。発生する水素の量は、すべて反応した方の物質量で決まります。
ヒント 2
硫酸の物質量 = モル濃度 × 体積 [L] です。反応式の係数から、Zn と と の物質量の比は 1 : 1 : 1 です。
ヒント 3
Zn は 0.020 mol、 は 0.050 mol なので、亜鉛がすべて反応します。発生する は 0.020 mol なので、これにモル体積を掛けましょう。
答えと解説
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解説を読む
それぞれの物質量を求める。
反応式 より、 と は物質量の比 で反応する。 と反応する は で、 より少ないので、硫酸が余り、亜鉛がすべて反応する。
発生する は、反応した と同じ物質量の である。その体積は
有効数字 2 桁で 。
別解
は mol。 は mol。
反応は なので、少ない がすべて反応し、硫酸が mol 余る。
発生する は mol。体積は L。有効数字 2 桁で 0.45 L。
検算: mol で の物質量と一致。