化学変化とイオンの問題
ある濃さのうすい塩酸 に、ある濃さの水酸化ナトリウム水溶液 を加えると、ちょうど中和しました。この水溶液を加熱して水をすべて蒸発させると、塩化ナトリウムの白い固体が 残りました。
次に、同じ濃さのうすい塩酸 に、同じ濃さの水酸化ナトリウム水溶液 を加えてよく混ぜ、この水溶液を加熱して水をすべて蒸発させました。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すべて空気中に出ていき、固体として残らないものとします。
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)
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「中和で生じる塩の質量」を使います。まず、塩酸と水酸化ナトリウム水溶液のどちらがすべて反応するかを調べましょう。
ヒント 2
塩酸 とちょうど中和する水酸化ナトリウム水溶液は なので、 ではすべて反応して塩酸が余ります。できる塩化ナトリウムの質量は、反応した水酸化ナトリウム水溶液の体積に比例します。
ヒント 3
水酸化ナトリウム水溶液 で塩化ナトリウム なので、比例式 を立てましょう。余った塩酸は加熱で何も残らないことにも注意しましょう。
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、中和が起こって塩化ナトリウム(塩)と水ができます。
できる塩化ナトリウムの質量は、実際に反応した水溶液の量に比例します。
手順 1: どちらの水溶液がすべて反応するかを調べる
塩酸 とちょうど中和する水酸化ナトリウム水溶液は です。2 回目に加えた水酸化ナトリウム水溶液は でそれより少ないので、水酸化ナトリウム水溶液 はすべて反応し、塩酸の一部が余ります。
手順 2: できる塩化ナトリウムの質量を比例で求める
水酸化ナトリウム水溶液 がすべて反応すると塩化ナトリウムが できるので、 が反応したときにできる塩化ナトリウムの質量を とすると、
手順 3: 残る固体を考える
余った塩酸にとけている塩化水素は、加熱するとすべて空気中に出ていき、固体として残りません。したがって、残る固体は塩化ナトリウムだけで、その質量は です。
別解
水酸化ナトリウム水溶液 が塩酸 とちょうど中和して塩化ナトリウム ができる。次の実験では水酸化ナトリウム水溶液が なので、塩酸が余り、水酸化ナトリウムはすべて反応する。できる塩化ナトリウムは水酸化ナトリウム水溶液の体積に比例するので 。余った塩化水素は加熱で空気中に出ていくので、固体は塩化ナトリウム だけ。検算: 塩酸 のうち反応したのは半分の 分で、できる塩化ナトリウムも半分の 。