炭酸カルシウム と不純物からなる石灰石 に、十分な量の塩酸を加えたところ、炭酸カルシウムがすべて反応して二酸化炭素が発生した。発生した二酸化炭素の体積は、標準状態（、）に換算して であった。この石灰石に含まれる炭酸カルシウムの質量パーセントは何 % か。整数で答えよ。
ただし、不純物は塩酸と反応せず気体も発生しないものとし、発生した二酸化炭素は水に溶けずにすべて回収されたものとする。原子量は 、、 とし、標準状態での気体 の体積は とする。
無機物質
扱うテーマ: 気体の製法と発生量、金属イオンの沈殿と分離の量的関係、工業的製法（アンモニアソーダ法・接触法など）の量的関係
難易度の目安（高校化学）
- 難易度 1 教科書の例題レベル
- 難易度 2 教科書の章末問題レベル
- 難易度 3 共通テストレベル
- 難易度 4 国公立二次の標準レベル
- 難易度 5 難関大の二次レベル
亜鉛と銅だけからなる合金 に十分な量の塩酸を加えたところ、標準状態（、）で の水素が発生した。合金に含まれる亜鉛の質量の割合は何 % か。有効数字 2 桁で求めよ。ただし、原子量は とし、標準状態での気体 1 mol の体積は とする。亜鉛は完全に反応し、発生した気体は水に溶けないものとする。
炭酸水素ナトリウム と塩化ナトリウム の混合物 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。
加熱後の固体の質量は 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 、、、 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。塩化水素 を 、硫酸銅(II) を 含む水溶液がある。この水溶液に 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 はまず との中和にすべて使われ、 がなくなってから と反応して水酸化銅(II) の沈殿が生じる。水酸化ナトリウム水溶液を合計 加えたとき、生じている 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 、、 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。
接触法では、硫黄から次の 3 段階の反応で硫酸をつくる。
硫黄 がすべて硫酸になったとすると、質量パーセント濃度 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 、、 とし、各段階の反応は完全に進むものとする。酸化鉄(III) を質量パーセントで 含む鉄鉱石が ある。この鉄鉱石中の を、次の反応式のように一酸化炭素ですべて還元した。
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 、 とし、鉄鉱石中の 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 を 含む水溶液に、 の水酸化ナトリウム水溶液を 加えた。このとき、まず次の反応 で水酸化アルミニウムの沈殿が生じ、 がなくなった後に残った は反応 で沈殿を溶かす。
最後に残っている 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 、、 とし、反応はすべて完全に進むものとする。塩化バリウム と塩化ナトリウム だけからなる混合物 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 であった。沈殿は硫酸バリウム だけであり、水溶液中の 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 、、、、 とする。
塩化アンモニウム と水酸化カルシウム をよく混ぜて試験管に入れ、加熱してアンモニアを発生させた。反応は次の化学反応式で表される。
一方の物質がなくなるまで反応が完全に進んだとき、発生したアンモニアの体積は、標準状態（、）で何 L か。有効数字 2 桁で求めよ。ただし、原子量は 、、、、 とし、標準状態における気体のモル体積は とする。発生したアンモニアはすべて捕集され、生じた水に溶けることはないものとする。
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。
硫黄 をすべて硫酸に変えたとき、質量パーセント濃度 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 、、 とし、反応 〜 はすべて完全に進むものとする。
の塩化バリウム 水溶液 に、 の硫酸ナトリウム 水溶液 を加えたところ、硫酸バリウム の白色沈殿が生じた。生じた沈殿の質量は何 g か。有効数字 2 桁で求めよ。
ただし、原子量は 、、 とし、硫酸バリウムの水への溶解は無視する。
鉄は工業的には、溶鉱炉（高炉）で鉄鉱石をコークスから生じた一酸化炭素で還元してつくられる。酸化鉄(III) を質量パーセントで 含む鉄鉱石 から得られる鉄 の質量は何 kg か。有効数字 2 桁で求めよ。
ただし、還元は次の化学反応式で表されるものとし、鉄鉱石中の酸化鉄(III) はすべて反応して鉄になり、鉄鉱石中の酸化鉄(III) 以外の成分には鉄が含まれないものとする。原子量は 、 とし、 である。
酸化マンガン(IV) に過剰の濃塩酸を加えて加熱し、塩素を発生させた。この反応は次の化学反応式で表される。
酸化マンガン(IV) はすべて反応し、発生した塩素はすべて捕集されたものとする。塩素は理想気体とみなし、標準状態（、）での気体のモル体積を 、原子量を , とする。発生した塩素の体積は標準状態で何 か。有効数字 2 桁で求めよ。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。
硫黄 がすべて反応し、硫黄原子がすべて硫酸 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 の濃硫酸をつくると、その質量は何 になるか。有効数字 2 桁で求めよ。ただし、原子量は , , とする。の硫酸銅(II) 水溶液 に、過剰の水酸化ナトリウム水溶液を加えたところ、青白色の沈殿が生じた。この沈殿をすべてろ過して取り出し、加熱したところ、黒色の酸化銅(II) に完全に変化した。得られた酸化銅(II) の質量は何 か。有効数字 2 桁で求めよ。ただし、沈殿の生成と加熱による変化は完全に進み、ろ過による損失はないものとする。原子量は , とする。
銅 に過剰の濃硝酸を加えたところ、銅はすべて溶けて二酸化窒素が発生した。この反応は次の化学反応式で表される。
発生した二酸化窒素はすべて捕集されたものとし、理想気体とみなす。また、二酸化窒素の一部が四酸化二窒素に変化することや、水に溶けることは考えない。捕集した二酸化窒素の体積は、、 で何 か。有効数字 2 桁で求めよ。ただし、原子量は 、気体定数は とする。硝酸は工業的にはオストワルト法でつくられる。オストワルト法は次の 3 つの反応からなる。
反応 で生じた は反応 にくり返し用いられ、最終的にアンモニアに含まれる窒素原子はすべて硝酸になるものとする。アンモニア を原料としてこの方法で硝酸をつくり、すべて質量パーセント濃度 の硝酸水溶液にしたとする。得られる 硝酸水溶液の質量は何 kg か。有効数字 2 桁で求めよ。ただし、原子量は 、、 とする。
硝酸銀 と硝酸銅(II) だけを水に溶かした水溶液がある。この水溶液に希塩酸を十分に加えたところ白色沈殿が生じ、ろ過して乾燥させた沈殿の質量は であった。次に、ろ液に硫化水素 を十分に通じたところ黒色沈殿が生じ、ろ過して乾燥させた沈殿の質量は であった。
はじめに水に溶かした硝酸銀と硝酸銅(II) の質量の合計は何 g か。有効数字 2 桁で求めよ。
ただし、原子量は 、、、、、 とする。白色沈殿は塩化銀 、黒色沈殿は硫化銅(II) であり、銀イオンは塩化銀として、銅(II)イオンは硫化銅(II) としてそれぞれすべて沈殿するものとする。また、希塩酸を加えたときに銅(II)イオンは沈殿せず、沈殿の溶解は無視する。
アルミニウムは工業的には、ボーキサイトから得た酸化アルミニウム を融解した氷晶石に溶かし、炭素電極を用いて溶融塩電解（融解塩電解）することでつくられる。このとき陰極では次の反応が起こる。
ある電解槽に の一定の電流を 24 時間流したとき、陰極で得られるアルミニウムの質量は何 kg か。有効数字 2 桁で求めよ。ただし、原子量は 、ファラデー定数は とし、流れた電流はすべてアルミニウムの析出に使われるものとする。
硝酸銀 と硝酸銅(II) だけからなる混合物 を水に溶かした。この水溶液に過剰の希塩酸を加えると白色沈殿が生じ、これをろ過・乾燥して質量をはかると であった。次に、このろ液（洗液を含む）に硫化水素を十分に通じると黒色沈殿が生じた。この黒色沈殿の質量は何 か。有効数字 2 桁で求めよ。ただし、各沈殿の生成は完全に進み、ろ過による損失はないものとする。原子量は , , , , , とする。
マグネシウムとアルミニウムだけからなる粉末の混合物 に過剰の希塩酸を加えたところ、混合物はすべて溶けて水素が発生した。発生した水素の体積は、標準状態（、）に換算して であった。この混合物に含まれるアルミニウムの質量パーセントは何 か。有効数字 2 桁で求めよ。ただし、水素は理想気体とみなし、標準状態での気体のモル体積を 、原子量を , とする。また、発生した水素はすべて捕集されたものとする。
塩化アルミニウム と塩化鉄(III) をそれぞれ ずつ含む水溶液 がある。この水溶液に の水酸化ナトリウム水溶液を少しずつ加えていくと、はじめに水酸化アルミニウムと水酸化鉄(III) の沈殿が生じ、さらに加えると水酸化アルミニウムだけがテトラヒドロキシドアルミン酸イオン となって溶ける。鉄(III) を沈殿として、アルミニウムを溶液中のイオンとして、完全に分離するためには、水酸化ナトリウム水溶液を少なくとも何 加える必要があるか。有効数字 2 桁で求めよ。ただし、各反応は完全に進み、水酸化鉄(III) は過剰の水酸化ナトリウム水溶液に溶けないものとする。
塩化銅(II) と塩化アルミニウム だけからなる混合物 を水に溶かし、水溶液 をつくった。
水溶液 の半分をとり、硝酸銀 水溶液を十分に加えたところ、塩化銀 の沈殿が 生じた。
水溶液 の残りの半分に過剰のアンモニア水を加えたとき、生じる沈殿の質量は何 g か。有効数字 2 桁で求めよ。
ただし、原子量は 、、、、、 とする。塩化物イオンはすべて塩化銀として沈殿し、過剰のアンモニア水を加えたとき、アルミニウムイオンはすべて水酸化アルミニウム として沈殿し、銅(II)イオンはすべてテトラアンミン銅(II)イオン となって溶けるものとする。沈殿の溶解は無視する。
銅 と亜鉛 だけからなる合金 に十分な量の希塩酸を加えたところ、気体が発生し、その体積は 、 で であった。反応後に残った固体をすべて取り出して洗い、十分な量の希硝酸に溶かした。このとき発生する一酸化窒素 の体積は、、 で何 mL か。有効数字 2 桁で求めよ。
ただし、原子量は 、 とし、、 における気体のモル体積は とする。合金中の亜鉛は希塩酸とすべて反応し、銅は希塩酸と反応しないものとする。また、銅は希硝酸とすべて反応して一酸化窒素だけを発生し、発生した気体は理想気体とみなせ、水に溶けたり空気中の酸素と反応したりしないものとする。
炭酸水素ナトリウム と炭酸ナトリウム だけからなる混合物 を試験管に入れ、質量が変化しなくなるまで十分に加熱したところ、固体の質量は 減少した。加熱後に残った固体をすべて水に溶かし、十分な量の塩酸を加えたとき、発生する二酸化炭素 の体積は 、 で何 mL か。有効数字 2 桁で求めよ。
ただし、原子量は 、、、 とし、、 における気体のモル体積は とする。加熱により炭酸水素ナトリウムはすべて分解し、生じた水と二酸化炭素はすべて試験管から出ていき、炭酸ナトリウムは加熱によって分解しないものとする。また、塩酸を加えたときに生じる二酸化炭素はすべて気体として発生し、水に溶けないものとする。
塩化マグネシウム と塩化アルミニウム をそれぞれ ずつ含む水溶液 に、 の水酸化ナトリウム 水溶液 を加えてよくかき混ぜた。このとき生じている沈殿の質量は何 g か。有効数字 2 桁で求めよ。
ただし、原子量は 、、、 とする。水酸化物イオンは、まずマグネシウムイオンとアルミニウムイオンをすべて水酸化マグネシウム と水酸化アルミニウム として沈殿させるのに使われ、残った水酸化物イオンは次の反応で水酸化アルミニウムを溶かすのに使われるものとする。
また、水酸化マグネシウムは過剰の水酸化ナトリウム水溶液に溶けず、沈殿の水への溶解は無視する。鉄 と硫化鉄(II) だけからなる混合物に十分な量の希塩酸を加えたところ、混合物はすべて反応し、気体が発生した。発生した気体の体積は、、 で であった。この気体をすべて十分な量の硫酸銅(II) 水溶液に通じたところ、硫化銅(II) の黒色沈殿が 生じた。
はじめの混合物の質量は何 g か。有効数字 2 桁で求めよ。
ただし、原子量は 、、 とし、、 における気体のモル体積は とする。発生した気体は理想気体とみなし、希塩酸には溶けないものとする。また、気体中の硫化水素はすべて硫化銅(II) として沈殿し、水素は硫酸銅(II) 水溶液と反応しないものとする。
硝酸銀 、硝酸亜鉛 、硝酸アルミニウム だけを溶かした水溶液 A がある。水溶液 A に含まれる陰イオンは硝酸イオンだけ（水の電離による は無視する）で、硝酸イオンの濃度は である。この水溶液 A について、次の操作を行った。
操作 1: 水溶液 A を とり、過剰のアンモニア水を加えてよくかき混ぜたところ、白色沈殿が生じた。この沈殿をろ過して洗い、強熱してすべて酸化アルミニウム に変えたところ、質量は であった。
操作 2: 操作 1 のろ液（洗液を含む）に過剰の希塩酸を加えて酸性にしたところ、白色沈殿が生じた。この沈殿をろ過・乾燥して質量をはかると であった。
各沈殿の生成は完全に進み、ろ過や洗浄による損失はないものとする。原子量は , , , とする。水溶液 A の亜鉛イオン のモル濃度は何 か。有効数字 2 桁で求めよ。
炭酸ナトリウムは工業的にはアンモニアソーダ法（ソルベー法）でつくられる。この方法は次の 5 つの反応からなる。
ある工場では、反応 と反応 で発生した二酸化炭素をすべて反応 に用い、反応 で発生したアンモニアをすべて反応 に戻して再利用している。二酸化炭素の原料は反応 の石灰石だけで、外部から二酸化炭素は補給しない。各反応は完全に進み、物質の損失はないものとする。炭酸カルシウムを質量パーセントで 含む石灰石（残りは反応しない不純物）を原料とするとき、炭酸ナトリウム を製造するのに必要な石灰石の質量は何 か。有効数字 2 桁で求めよ。ただし、原子量は , , , とし、 とする。
アルミニウムは工業的には、酸化アルミニウム を融解した氷晶石に溶かし、炭素電極を用いて溶融塩電解することでつくられる。このとき陰極と陽極では次の反応が起こる。
陰極:
陽極: および
ある電解槽でアルミニウム を得たとき、陽極で発生した気体は一酸化炭素と二酸化炭素だけで、その物質量の比は であった。このとき陽極で消費された炭素の質量は何 か。有効数字 2 桁で求めよ。ただし、流れた電子はすべて上の電極反応に使われ、陽極の炭素は上の反応以外では消費されないものとする。原子量は , とする。
条件に合う問題はありません。