化学変化とイオンの問題
うすい塩酸 A に、うすい水酸化ナトリウム水溶液 B を 加えると、ちょうど中和した。この水溶液を加熱して水をすべて蒸発させると、塩化ナトリウムが 残った。
次に、A に同じ体積の水を加えて、濃さを にうすめた塩酸 C をつくった。C に B を加えてよくかき混ぜ、加熱して水をすべて蒸発させた。このとき残る固体の質量は何 g ですか。
ただし、塩酸にとけている塩化水素は、加熱すると水とともにすべて空気中に出ていくものとする。
この問題で使うもの
- 中和で生じる塩の質量(説明と入口の問題)
- ちょうど中和する体積(説明と入口の問題)
この問題を解けるようになるまで(5 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
C は A を 2 倍にうすめたものなので、C は A 何 cm³ 分の塩化水素をふくむかを考えましょう。
ヒント 2
A と B は体積の比 でちょうど中和します。C とちょうど中和する B の体積を求め、どちらが余るかを調べましょう。
ヒント 3
C は A 分で、ちょうど中和する B は です。加えた B はすべて中和するので、塩化ナトリウムの質量は B の体積に比例して求められます。
答えと解説
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解説を読む
塩酸と水酸化ナトリウム水溶液を混ぜると中和が起こり、塩化ナトリウム(塩)と水ができる。
C 40 cm³ は A 何 cm³ 分か
C は A を水で 2 倍の体積にうすめたものなので、C にふくまれる塩化水素は、A にふくまれる塩化水素と同じである。
どちらが余るか
A と B は体積の比 でちょうど中和するので、A 分の塩化水素とちょうど中和する B は
である。加えた B は で、 より少ないので、B はすべて中和し、塩酸が余る。
できる塩化ナトリウムの質量
できる塩化ナトリウムの質量は、中和した B の体積に比例する。B が中和すると できるので、B が中和すると
できる。
残る固体
余った塩酸の塩化水素は加熱すると空気中に出ていくので、残る固体は塩化ナトリウムだけである。よって、残る固体の質量は である。
別解
A と B がちょうど中和して塩化ナトリウム ができる。
C は A を 2 倍にうすめたものなので、C にふくまれる塩化水素は A 分である。
A をちょうど中和する B は 必要だが、加えた B は しかないので、B はすべて反応し、塩酸が残る(水溶液は酸性)。
できる塩化ナトリウムは、反応した B の体積に比例する。B で なので、B では 。
残った塩化水素は加熱で水とともに出ていくので、残る固体は塩化ナトリウムだけで 。
検算: 反応した塩化水素は A 分で、C 分。C より少ないので塩酸が余っていて矛盾しない。