化学変化と質量の計算問題特訓 解答編

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化学変化と質量の計算特訓の解答・解説です。間違えた問題はもう一度解いて、自力で解けるように復習してください。
問題はこちら化学変化と質量の計算問題特訓

化学変化と質量の計算問題 解答・解説

化学変化の計算問題は、ほとんどが比例に関する問題です。一方の物質が2倍・3倍になると、もう一方の物質も2倍、3倍になるという問題がほとんどです。比例式をうまく立てて計算できるようになりましょう。

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1.銅の酸化

(1)0.2g

グラフより、0.8gの銅を加熱すると、1.0gの酸化銅ができることがわかります。銅に化合した酸素は、
1.0-0.8=0.2

(2)2.5g

0.4gの銅を加熱すると0.5gの酸化銅ができていることがわかります。このとき化合した酸素は0.1gなので、銅と酸素とできる酸化銅の質量比は、
銅:酸素:酸化銅=4:1:5
であるとわかります。銅2.0gを加熱して何gの酸化銅ができるか聞いているので、
4:5=2.0:x
x=2.5

(3)0.3g

銅:酸素:酸化銅=4:1:5なので、1.2g銅を加熱したときに化合する酸素は、
4:1=1.2:x
x=0.3

(4)4:1

グラフより、銅と化合してできる酸素の質量比は4:1であるとわかります。

2.マグネシウムの酸化

(1)3.00g

表より0.60gのマグネシウムを加熱すれば、1.00gの酸化マグネシウムができるとわかります。1.80gのマグネシウムは0.60gの3倍なので、できるさ酸化マグネシウムも3倍の3.00gになります。

(2)1.50g

表より0.50gの酸化マグネシウムをつくるには、0.30gのマグネシウムが必要であるとわかります。2.50gのマグネシウムは0.50gの5倍なので、必要なマグネシウムも5倍の1.50g必要であるとわかります。

(3)0.60g

表より0.30gのマグネシウムを加熱すると、質量は0.20g増加していることがわかります。0.90gのマグネシウムは0.30gの3倍なので、質量の増加も3倍の0.60gになるとわかります。

(4)3:2

表より0.30gのマグネシウムを加熱すると、0.20gの酸素が化合することがわかるので、
マグネシウム:酸素=0.30:0.20=3:2

3.銅の酸化と加熱回数

(1)3回目

グラフより、加熱回数が3回目より質量の増加がありません。したがって、3回目の加熱で銅がすべて酸化銅に変わったことがわかります。

(2)0.2g

0.8gの銅を加熱すると、加熱後の質量が1.0gになっていることがわかります。このとき化合した酸素は、
1.0-0.8=0.2

(3)0.4g

1回目の加熱後の質量が0.9gであることから、このとき化合した酸素は、
0.9-0.8=0.1
銅:酸素=4:1の質量比で反応するので、酸素が0.1g化合したとき、反応した銅は、
4:1=x:0.1
x=0.4
したがって未反応の銅は、
0.8-0.4=0.4

4.同じ質量の酸素と化合する金属の比

(1)4:1

グラフより0.4gの銅を加熱すると0.5gの酸化銅ができるとわかります。このとき化合した酸素は0.1gなので、
銅:酸素=0.4:0.1=4:1

(2)3:5

グラフより0.3gのマグネシウムを加熱すると0.5gの酸化マグネシウムができることがわかります。したがって、
マグネシウム:酸化マグネシウム=0.3:0.5=3:5

(3)8:3

銅:酸素=4:1、マグネシウム:酸素=3:2の質量比で反応します。同じ質量の酸素と化合する金属の質量比をきいているので、酸素の比を最小公倍数の2でそろえると、
銅:酸素=8:2、マグネシウム:酸素=3:2、したがって、
銅:マグネシウム=8:3

(4)3:8

銅:酸素=4:1、マグネシウム:酸素=3:2の質量比で反応します。同じ質量の金属と化合する酸素の質量比をきいているので、金属の比を最小公倍数の12でそろえると、
銅:酸素=12:3、マグネシウム:酸素=12:8、したがって、
銅と化合する酸素:マグネシウムと化合する酸素=3:8

5.過不足がある質量の計算(鉄の硫化)

(1)物質名:鉄粉 質量:3.5g

問題文より、鉄と硫黄の反応比が7:4であることから、7.0gの2倍の14gの鉄粉をすべて反応させるには、4.0gの2倍の8.0gの硫黄が必要であるとわかります。しかし、硫黄の粉末は6.0gしかないので、鉄粉はすべて反応しません。硫黄6.0gはすべて反応するので、化合する鉄は、
7:4=x:6.0
x=10.5
反応せずに残る鉄の質量は、
14-10.5=3.5

(2)16.5g

(1)より、10.5gの鉄粉と6.0gの硫黄の粉末が反応するとわかったので、
10.5+6.0=16.5

(3)物質名:硫黄 質量:2.0g

(1)より、未反応の鉄の質量は3.5gなので、これと過不足なく反応する硫黄は、
7:4=3.5:x
x=2.0

6.気体の発生

(1)4.0g

表より、石灰石の質量が1.0g、2.0g、3.0g、4.0g、5.0gのとき、発生する二酸化炭素の質量は、それぞれ、90.0-89.7=0.3g、92.0-91.4=0.6g、93.0-92.1=0.9g、94.0-92.8=1.2g、95.0-93.8=1.2gであるとわかります。石灰石4.0gを反応させたときから、発生する二酸化炭素の質量が1.2gで変わらなくなっていることから、うすい塩酸30cm³と過不足なく反応する石灰石は4.0gであるとわかります。

(2)1.2g

(1)より、石灰石4.0gを反応させたときに発生する二酸化炭素は、
94.0-92.8=1.2

(3)石灰石:6.0g 気体:1.8g

問題の実験より、うすい塩酸と石灰石と発生する二酸化炭素の比は、
うすい塩酸:石灰石:二酸化炭素=30cm³:4.0g:1.2g
うすい塩酸が30cm³の1.5倍の45cm³あるので、石灰石も二酸化炭素も1.5倍になります。
石灰石:4.0×1.5=6.0
二酸化炭素:1.2×1.5=1.8

(4)石灰石が2.0g残る。

うすい塩酸と石灰石の反応比は、
うすい塩酸:石灰石=30cm³:4.0g
うすい塩酸が2倍の60cm³あるので、反応する石灰石も2倍の8.0gになります。したがって、反応せずに残る石灰石は、
10-8.0=2.0
問題はこちら化学変化と質量の計算問題特訓

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