水溶液の問題
の水 に、硝酸カリウム と塩化ナトリウム を入れたところ、どちらもすべて溶けました。この水溶液を まで冷やすと、結晶が出てきました。 の水 に溶ける最大の質量は、硝酸カリウムが 、塩化ナトリウムが です。出てきた結晶の質量は全部で何 g ですか。ただし、水は蒸発せず、2 種類の物質はたがいの溶け方に影響しないものとします。
この問題で使うもの
- 2 種類の物質の混合物の再結晶(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「2 種類の物質の混合物の再結晶」を使います。硝酸カリウムと塩化ナトリウムを別々に考えましょう。
ヒント 2
物質ごとに、溶けている質量と の水 に溶ける最大の質量を比べます。溶けている質量のほうが大きい物質だけ、その差が結晶として出てきます。
ヒント 3
硝酸カリウムは 溶けていて、 では までしか溶けません。塩化ナトリウムは で、 まで溶けます。
答えと解説
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解説を読む
2 種類の物質はたがいの溶け方に影響しないので、物質ごとに「溶けている質量」と「 で溶ける最大の質量」を比べます。水は蒸発しないので、冷やしたあとも水は です。
硝酸カリウム
溶けている質量は 、 の水 に溶ける最大の質量は です。 なので、溶けきれない分が結晶として出てきます。
塩化ナトリウム
溶けている質量は 、 で溶ける最大の質量は です。 なので、すべて溶けたままで、結晶は出てきません()。
よって、出てきた結晶は硝酸カリウムだけで、その質量は全部で
です。
別解
硝酸カリウムは 60 g 入れ、20 ℃ で 32 g まで溶けるので、 g が結晶になる。塩化ナトリウムは 10 g で 36 g まで溶けるので結晶は出ない。よって結晶は全部で 28 g。検算: 水溶液に残る硝酸カリウム 32 g と結晶 28 g の合計は 60 g で一致する。