身のまわりの物質の問題
水 とエタノール を混ぜた混合物 を枝つきフラスコに入れ、沸騰石を入れて加熱した。出てきた気体を冷やして液体にし、試験管 A、B、C、D の順に ずつ集めたところで加熱をやめた。
集めた液体にふくまれるエタノールの質量パーセント濃度を調べると、次のようになった。
- 試験管 A：
- 試験管 B：
- 試験管 C：
- 試験管 D：
フラスコから出ていった物質はすべて試験管 A〜D に集められ、それ以外に失われた物質はないものとする。加熱をやめたあと、フラスコに残った液体にふくまれるエタノールの質量パーセント濃度は何 % ですか。
この問題で使うもの
- 蒸留と出てくる液体の成分（説明と入口の問題）
この問題を解けるようになるまで（6 技能）
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右端（太枠）がこの問題で使う技能です。左へドラッグすると、さらに前の前提をさかのぼれます。技能を押すと、そこまでの道筋が光ります。
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
フラスコに残った液体の質量と、その中のエタノールの質量がわかれば、質量パーセント濃度が求められます。
ヒント 2
各試験管のエタノールの質量は「液体の質量 × 質量パーセント濃度 ÷ 100」で求められます。それを最初のエタノールの質量から引きましょう。
ヒント 3
試験管 A〜D に集めたエタノールの合計は 、フラスコに残った液体の質量は です。
答えと解説
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解説を読む
エタノールの沸点（約 ）は水の沸点（）より低いので、加熱を始めたころはエタノールが多く出てくる。そのため、先に集めた試験管ほどエタノールの割合が大きい。
1. 試験管に集めたエタノールの質量
(溶質の質量) (液体の質量) (質量パーセント濃度) より、
- A：
- B：
- C：
- D：
合計は である。
2. フラスコに残った液体
フラスコから出ていった物質はすべて試験管に集められたので、
- 残った液体の質量：
- 残ったエタノールの質量：
3. 質量パーセント濃度
よって、答えは である。
別解
最初のエタノールは 、水は 。
試験管 A〜D に集まったエタノールの質量（各 ）は次のとおり。
- A：
- B：
- C：
- D：
合計は 。集めた液体の合計は なので、水は 。
フラスコに残ったもの：
- エタノール：
- 水：
- 全体：（ で一致）
濃度は 。
検算：残った液体 の は で、集めたエタノール との合計は となり、最初の量と合う。