無機物質の問題

酸化鉄(III) $\mathrm{F}{\mathrm{e}}_2{\mathrm{O}}_3$ を質量パーセントで $80\%$ 含む鉄鉱石が $1.0\times 10^3\mathrm{kg}$ ある。この鉄鉱石中の $\mathrm{F}{\mathrm{e}}_2{\mathrm{O}}_3$ を、次の反応式のように一酸化炭素ですべて還元した。
$$\mathrm{F}{\mathrm{e}}_2{\mathrm{O}}_3+3\mathrm{CO}\to 2\mathrm{Fe}+3\mathrm{C}{\mathrm{O}}_2$$
得られる鉄の質量は何 kg か。有効数字 2 桁で求めよ。ただし、原子量は $\mathrm{O}=16$、$\mathrm{Fe}=56$ とし、鉄鉱石中の $\mathrm{F}{\mathrm{e}}_2{\mathrm{O}}_3$ 以外の成分には鉄は含まれないものとする。

塩化バリウム $\mathrm{BaC}{\mathrm{l}}_2$ と塩化ナトリウム $\mathrm{NaCl}$ だけからなる混合物 $5.00\mathrm{g}$ を水に溶かした。この水溶液に希硫酸を十分に加えたところ白色沈殿が生じ、これをろ過して乾燥させた沈殿の質量は $2.33\mathrm{g}$ であった。沈殿は硫酸バリウム $\mathrm{BaS}{\mathrm{O}}_4$ だけであり、水溶液中の $\mathrm{B}{\mathrm{a}}^{2+}$ はすべて沈殿したものとする。

もとの混合物に含まれていた塩化バリウムの質量の割合は何 % か。有効数字 2 桁で答えよ。原子量は $\mathrm{O}=16$、$\mathrm{Na}=23$、$\mathrm{S}=32$、$\mathrm{Cl}=35.5$、$\mathrm{Ba}=137$ とする。

接触法では、硫黄から次の 3 段階の反応で硫酸をつくる。
$$\mathrm{S}+{\mathrm{O}}_2\to \mathrm{S}{\mathrm{O}}_2$$
$$2\mathrm{S}{\mathrm{O}}_2+{\mathrm{O}}_2\to 2\mathrm{S}{\mathrm{O}}_3$$
$$\mathrm{S}{\mathrm{O}}_3+{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}\to {\mathrm{H}}_2\mathrm{S}{\mathrm{O}}_4$$
硫黄 $16\mathrm{kg}$ がすべて硫酸になったとすると、質量パーセント濃度 $98\%$ の濃硫酸は何 kg 得られるか。有効数字 2 桁で求めよ。ただし、原子量は $\mathrm{H}=1.0$、$\mathrm{O}=16$、$\mathrm{S}=32$ とし、各段階の反応は完全に進むものとする。

アルミニウムイオン $\mathrm{A}{\mathrm{l}}^{3+}$ を $0.010\mathrm{mol}$ 含む水溶液に、$1.0mol/L$ の水酸化ナトリウム水溶液を $35\mathrm{mL}$ 加えた。このとき、まず次の反応 $(1)$ で水酸化アルミニウムの沈殿が生じ、$\mathrm{A}{\mathrm{l}}^{3+}$ がなくなった後に残った $\mathrm{O}{\mathrm{H}}^{-}$ は反応 $(2)$ で沈殿を溶かす。
$$\mathrm{A}{\mathrm{l}}^{3+}+3\mathrm{O}{\mathrm{H}}^{-}\to \mathrm{Al}(\mathrm{OH}{)}_3(1)$$
$$\mathrm{Al}(\mathrm{OH}{)}_3+\mathrm{O}{\mathrm{H}}^{-}\to [\mathrm{Al}(\mathrm{OH}{)}_4{]}^{-}(2)$$
最後に残っている $\mathrm{Al}(\mathrm{OH}{)}_3$ の沈殿の質量は何 g か。有効数字 2 桁で求めよ。ただし、原子量は $\mathrm{H}=1.0$、$\mathrm{O}=16$、$\mathrm{Al}=27$ とし、反応はすべて完全に進むものとする。

塩化水素 $\mathrm{HCl}$ を $0.010\mathrm{mol}$、硫酸銅(II) $\mathrm{CuS}{\mathrm{O}}_4$ を $0.010\mathrm{mol}$ 含む水溶液がある。この水溶液に $1.0mol/L$ の水酸化ナトリウム水溶液を少しずつ加えていくと、加えた $\mathrm{O}{\mathrm{H}}^{-}$ はまず ${\mathrm{H}}^{+}$ との中和にすべて使われ、${\mathrm{H}}^{+}$ がなくなってから $\mathrm{C}{\mathrm{u}}^{2+}$ と反応して水酸化銅(II) $\mathrm{Cu}(\mathrm{OH}{)}_2$ の沈殿が生じる。水酸化ナトリウム水溶液を合計 $20\mathrm{mL}$ 加えたとき、生じている $\mathrm{Cu}(\mathrm{OH}{)}_2$ の沈殿の質量は何 g か。有効数字 2 桁で求めよ。ただし、原子量は $\mathrm{H}=1.0$、$\mathrm{O}=16$、$\mathrm{Cu}=64$ とし、反応はすべて完全に進み、生じた沈殿は水に溶けないものとする。