【定期テスト対策問題】密度と物体の浮き沈みの実験

【定期テスト対策問題】密度と物体の浮き沈みの実験です。

【対策問題】密度と物体の浮き沈み

下の図のように、ビーカーにさまざまな液体を入れ、その中に4種類の物体A～Dを入れ、物体の浮き沈みを調べる実験を行った。表はその実験の結果をまとめたものである。これについて、次の各問いに答えよ。

（1）食塩水（塩化ナトリウム水溶液）をつくるために、水100gに食塩25gを溶かした、このときできた食塩水の質量パーセント濃度は何％か。

（2）エタノール水溶液は、水50cm³とエタノール100cm³を混合して作った。このとき作ったエタノール水溶液の密度を求めよ。ただし、水の密度を1.00g/cm³、エタノールの密度を0.79g/cm³とする。

（3）物体A～Dを密度の大きいものから順番に並べ、記号で答えよ。

（4）（3）で密度が2番目に大きいものと3番目に大きいものの順番を決定できるのは、それらがどのような結果であったからか。簡単に説明せよ。

（1）20％

質量パーセント濃度は下の公式で求めます。

質量パーセント濃度の求め方

溶媒である水100gに、溶質である食塩25gを溶かしたので、分母は100g＋25g＝125gになります。
25/125×100＝20％

（2）0.86g/cm³

密度はテントウムシシリーズで考えます。

密度の求め方

水の質量は、1.0g/cm³×50cm³＝50g
エタノールの質量は、0.79g/cm³×100cm³＝79g
エタノール水溶液の質量は、50g＋79g＝129g
エタノール水溶液の体積は、50cm³＋100cm³＝150cm³
したがって密度は、129g÷150cm³＝0.86g/cm³

（3）B＞D＞C＞A

水に食塩水にもエタノール水溶液にも沈んでいることから、物体Bが最も密度が大きいとわかります。食塩水だけ浮いた物体Dが次に密度が大きいとわかります。エタノール水溶液だけに沈んだ物体Cはその次に密度が大きいことがわかります。すべての液体に浮いた物体Aは、最も密度が小さいとわかります。

（4）物体Dは水に沈んだが、物体Cは水に浮いたため。

密度の大小を比べる場合、浮くか沈むかを見ればわかります。密度が2番目に大きい物体Dと、密度が3番目に大きい物体Cを比べると、Dは水に沈み、Cは水に浮くことがわかります。これにより、物体Dは物体Cよりも密度が大きいことがわかります。