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物質量と化学反応式の問題

難易度 2教科書の章末問題レベル高校化学 物質量と化学反応式

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

この問題を解けるようになるまで(9 技能)
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  1. 原子・分子と化学式
  2. 原子量・分子量・式量
  3. 物質量と質量・粒子の数
  4. モル濃度
  5. 気体の体積と物質量
  6. 化学反応式の係数
  7. 化学反応式と量的関係
  8. 過不足のある反応
  9. 溶液を使った反応の量的関係

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。

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