無機物質の問題

硫酸は工業的には接触法でつくられる。硫黄を原料とする接触法は、次の 3 つの反応で表される。
$$\text{S}+{\text{O}}_2⟶{\text{SO}}_2$$
$$2{\text{SO}}_2+{\text{O}}_2⟶2{\text{SO}}_3$$
$${\text{SO}}_3+{\text{H}}_2\text{O}⟶{\text{H}}_2{\text{SO}}_4$$
硫黄 $8.0\text{kg}$ がすべて反応し、硫黄原子がすべて硫酸 ${\text{H}}_2{\text{SO}}_4$ になったとする。得られた硫酸をすべて用いて、質量パーセント濃度 $98\%$ の濃硫酸をつくると、その質量は何 $\text{kg}$ になるか。有効数字 2 桁で求めよ。ただし、原子量は $\text{H}=1.0$, $\text{O}=16$, $\text{S}=32$ とする。

硫酸は工業的には接触法でつくられる。硫黄 $\text{S}$ を原料とする接触法は、次の 3 つの反応で表される。
$$\text{S}+{\text{O}}_2⟶{\text{SO}}_2(1)$$
$$2{\text{SO}}_2+{\text{O}}_2⟶2{\text{SO}}_3(2)$$
$${\text{SO}}_3+{\text{H}}_2\text{O}⟶{\text{H}}_2{\text{SO}}_4(3)$$
硫黄 $1.60\text{kg}$ をすべて硫酸に変えたとき、質量パーセント濃度 $98.0\%$ 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 $\text{H}=1.0$、$\text{O}=16$、$\text{S}=32$ とし、反応 $(1)$〜$(3)$ はすべて完全に進むものとする。

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。

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。

炭酸水素ナトリウム $\mathrm{NaHC}{\mathrm{O}}_3$ と塩化ナトリウム $\mathrm{NaCl}$ の混合物 $10.00\mathrm{g}$ を十分に加熱したところ、炭酸水素ナトリウムだけが次の反応式のように完全に分解し、生じた水と二酸化炭素はすべて逃げた。
$$2\mathrm{NaHC}{\mathrm{O}}_3\to \mathrm{N}{\mathrm{a}}_2\mathrm{C}{\mathrm{O}}_3+{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}+\mathrm{C}{\mathrm{O}}_2$$
加熱後の固体の質量は $8.76\mathrm{g}$ であった。もとの混合物に含まれていた炭酸水素ナトリウムの質量は何 g か。有効数字 3 桁で求めよ。ただし、原子量は $\mathrm{H}=1.0$、$\mathrm{C}=12$、$\mathrm{O}=16$、$\mathrm{Na}=23$ とし、塩化ナトリウムは加熱しても変化しないものとする。