【中2理科問題】質量保存の法則の練習問題

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質量保存の法則の練習問題に挑戦します。気体の発生問題とあわせて出題される場合が多いようです。あわせて確認しましょう。

質量保存の法則の確認問題

  1. 化学変化の前後で物質全体の質量が変化しないことを何というか。
  2. 化学変化の前後で、物質全体の質量が変化しない理由を「原子」という語句を使って簡単に説明しなさい。
  3. 1は状態変化でも成り立つか。
  4. 硫酸と水酸化バリウム水溶液を混ぜると何という沈殿が生じるか。
  5. 密閉した容器内で炭酸水素ナトリウムに塩酸を加えると、化学変化の前後で質量は変化するか。
  6. 5の後、容器のふたを開けると質量はどうなるか。
  7. 6のようになる理由を、発生した気体の名称を使って簡潔に答えよ。
  8. 銅を空気中で加熱すると、加熱後の物質の質量はどうなるか。
  9. 8のようになる理由を簡潔に答えよ。

解答

  1. 質量保存の法則
  2. 原子の結びつき方は変化するが、原子の種類と数は変化しないから。
  3. 成り立つ
  4. 硫酸バリウム
  5. 変化しない
  6. 減少する
  7. 発生した二酸化炭素が空気中に逃げていったから。
  8. 増加する
  9. 空気中の酸素が化合したから。
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【練習問題】質量保存の法則

問題下の実験は、密閉容器内での気体の発生実験である。これについて、次の各問いに答えなさい。

実験

質量保存の法則①右の図のように、気体発生用密閉容器内に、炭酸水素ナトリウムとうすい塩酸を入れ、電子てんびんを使い質量を測定した。このときの質量は45.6gであった。

②次に、容器を傾け、炭酸水素ナトリウムとうすい塩酸を反応させた。このとき、気体発生用密閉容器のふたは空いておらず、容器は発生した気体でふくらんでいた。しばらくたって、電子てんびんで質量を測定した。

③最後に、容器のふたを開けると、プシューと音がした。その後、電子てんびんで質量を測定したところ、41.2gになっていた。

(1)実験②で、炭酸水素ナトリウムとうすい塩酸を反応させたとき、何という気体が発生するか。気体の名称を答えなさい。

(2)実験②で、電子てんびんを使って質量を測定した結果として正しいのもを、次のア~ウの中から一つ選び、記号で答えよ。
ア 45.6gよりも増加している。
イ 45.6gよりも減少している。
ウ 45.6gで変化がなかった。

(3)実験②と実験③から、発生した気体の質量は何gだとわかるか。

(4)この実験は質量保存の法則について調べる実験である。質量保存の法則についてまとめた次の分の( )に適する語を入れなさい。

化学変化の前後で、原子の組み合わせは( ① )が、原子の( ② )と数は変化しない。

(5)この実験で起こった化学変化の化学反応式を書きなさい。

【解答・解説】質量保存の法則

(1)二酸化炭素

炭酸水素ナトリウムから発生する気体は二酸化炭素である。炭酸水素ナトリウム加熱しても、水を入れても、うすい塩酸に入れても、すべて二酸化炭素が発生します。

(2)

化学変化で発生した二酸化炭素が容器の外に出ていないので、反応前後の質量は変化しません。容器のふたを開けると、発生した気体が空気中に逃げ、その分質量が減少します。

(3)4.4g

容器のふたを開けると、発生した気体が空気中に逃げ、その分質量が減少します。したがって、発生した二酸化炭素は、
45.6g-41.2g=4.4g
だとわかります。

(4)①変わる(変化する) 種類

化学変化の前後で、原子の組み合わせ(結びつき方)は変化しますが、原子の種類と数は変化しません。したがって、化学変化の前後で、物質全体の質量は変化しません。これを質量保存の法則といいます。

(5)NaHCO3+HCl→NaCl+H2O+CO2

炭酸水素ナトリウムにうすい塩酸を加えると、塩化ナトリウムと二酸化炭素と水が発生します。化学変化の前後で、原子の個数が一致しているので、係数をつける必要はありません。

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