身のまわりの物質の問題
うすい塩酸を入れたビーカーと、炭酸水素ナトリウムの粉末をのせた薬包紙を、いっしょに電子てんびんにのせると、全体の質量は g でした。次に、炭酸水素ナトリウムをすべてビーカーの塩酸に入れると二酸化炭素が発生し、反応が終わったあと、ビーカーと薬包紙を再び電子てんびんにのせると、全体の質量は g でした。発生した二酸化炭素はすべて空気中に出ていったものとし、この実験の条件での二酸化炭素の密度を とします。出ていった二酸化炭素の体積は何 ですか。
この問題で使うもの
- 気体の質量と体積(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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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
技能「気体の質量と体積」を使います。まず、反応の前後の質量の差から、出ていった二酸化炭素の質量を求めましょう。
ヒント 2
出ていった気体の質量は「反応前の全体の質量 − 反応後の全体の質量」です。体積は で求め、 で単位を直します。
ヒント 3
出ていった二酸化炭素の質量は g です。これを密度 でわると、体積が L の単位で求められます。
答えと解説
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解説を読む
この技能では、まず質量の差から出ていった気体の質量を求め、次に気体の密度を使って体積に直します。
出ていった気体の質量を求める
ビーカーには口が開いているので、発生した二酸化炭素は空気中に出ていきます。質量保存の法則より、反応前と反応後の質量の差が、出ていった二酸化炭素の質量です。
密度を使って体積を求める
より、
単位を に直す
なので、
したがって、出ていった二酸化炭素の体積は です。
別解
質量保存の法則より、減った質量が出ていった二酸化炭素の質量。 g。体積は L cm³。検算: g で一致する。