理科 中和の計算問題

質問

画像の
問2のyの値
問4
問5
問6
の問題が分かりません。どうやって解いたら良いでしょうか？
回答よろしくお願いいたします。　小学生理科

答えは問2のy:4.8
問4:::9.6g
問5:::15%
問6:::グラフ:ウ　　a::20 b::3.9 c::2.7
になります。

回答No.1

maskoto · ベストアンサー

グラフ(折れ曲がり箇所の右側)をみると、値の変化の様子は直線になっています
このとき、水酸化ナトリウム水溶液が15cm³から25cm³に、10cm³増えた事に応じて
個体が3.9から5.7グラムへ1.8グラム増えた事が分かるので
水酸化ナトリウム水溶液の増分が10の半分の5cm³で
15cm³から20cm³に増えた場合は
個体の増分も1.8の半分で0.9増える事になります
ゆえに
y＝3.9+0.9＝4.8
と求められます

なお、グラフが折れ曲がっているのは、この塩酸20cm³は水酸化ナトリウム水溶液15cm³で完全に中和される事を意味します
(完全な中和によって、塩酸と水酸化ナトリウムは全て、水と塩化ナトリウムに変わります)
そこへ更に水酸化ナトリウムを加えた場合
既に塩酸は中和されて存在しないため
水酸化ナトリウム水溶液が15cm³を超えて加えられた分は
そのまま、水酸化ナトリウム水溶液として残ります
この状態で水分を蒸発させると、
塩化ナトリウムの個体と水酸化ナトリウムの個体が混じったものができます

問4
塩酸が2倍になったので完全中和は、
塩酸40に対して水酸化ナトリウム水溶液15×2＝30cm³
であり、これを蒸発した時に残る個体は塩化ナトリウムで、その重さは
3.9×2＝7.8です
問4では完全中和に必要な水酸化ナトリウム30
より10多い、水酸化ナトリウム40を加えたので、これを蒸発すると
余剰な水酸化ナトリウム水溶液10cm³の分の個体も出てきます

画像のグラフの
折れ曲がり点より右側は
余剰な水酸化ナトリウム水溶液が
25−15＝10cm³あると
水酸化ナトリウムの個体が5.7−3.9＝1.8グラム
出て来る事を示してるから
答えは
塩化ナトリウム+水酸化ナトリウムの個体
＝7.8+1.8＝9.6

問い5
先程の余剰な水酸化ナトリウム水溶液10cm³から水酸化ナトリウムの個体1.8グラムが取れる
と言う情報から
この実験の水酸化ナトリウム水溶液10cm³中には、水酸化ナトリウム個体1.8グラムが溶けていることになります
水酸化ナトリウム水溶液1cm³の重さは1.2グラムなので、これが10cm³あるから
水酸化ナトリウム水溶液の重さは
10×1.2＝12グラム
この中に水酸化ナトリウム個体1.8グラムが溶けています
ゆえに濃度は
濃度＝溶質の重さ÷溶液の重さ×100
＝1.8÷12×100＝15%

問い6
・塩酸を蒸発させても、その後に個体はできません
・塩酸と水酸化ナトリウム水溶液が完全中和
すると
先程述べたように塩酸と水酸化ナトリウム水溶液は消えて、代わりに水と塩化ナトリウムが出来ます(水に塩化ナトリウムが溶けた状態)
これを蒸発させた場合
生じた塩化ナトリウムが個体として残ります

完全中和した後、更に塩酸を加えても、塩化ナトリウムは増えないし
完全中和により水酸化ナトリウム水溶液は消えていますから
これを蒸発させても
新たな塩化ナトリウムや水酸化ナトリウムの個体を生じることにはなりません
ゆえに、グラフは完全中和後、水平な直線になります
このことから、候補として残るのは
(う)と(え)のグラフ
そして、完全中和前について、加える塩酸の量が増えるほど、生じる塩化ナトリウム個体が減るのはおかしな事なので(え)は誤りで
(う)が正解となります

そして、表から、完全中和に必要な塩酸は20と分かるので、a＝20
生じる個体も表を見て
b＝3.9

更に、水酸化ナトリウム水溶液の濃度は15%だから
塩酸を加える前の水酸化ナトリウム水溶液中15cm³(15×1.2グラム)中には
15×1.2グラム×15%
＝15×1.2グラム×(100分の15)
＝2.7グラム
の水酸化ナトリウム個体が溶けていると分かり
これから水分を蒸発させれば
2.7グラムの個体が残ることになるので
c＝2.7
です

お礼

ありがとうございました！

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回答No.2

atat1

こんにちは。中和後に残る固体が２種類あるのが難しいですね。
はじめに、それぞれの水溶液は水に「何が」溶けているのかを
理解しておきましょう。

・塩酸は「塩化水素」が溶けています。これは気体なんですよ。
・水酸化ナトリウム水溶液は「水酸化ナトリウム」が溶けています。
水酸化ナトリウム（以後、水酸化Naと書きますね）は固体です。

塩酸は酸性です。水酸化Na水溶液はアルカリ性です。
両者を混合すると「中和」という反応が起こって
「塩化ナトリウム（＝塩）」ができます。これは固体です。

水を蒸発させると残るものは何でしょうか。
・中和して生じた「塩」
・水酸化Naが多すぎて余っている場合は「水酸化Na」も残る。
・塩酸が多すぎて余っても「塩化水素は気体」なので残らない。
となります。

A～Cでは加えた水酸化Na水溶液に比例して残る固体が増えてます。
塩酸の方が余るのでしょう。余っても水と一緒に蒸発しますから、
残る固体は中和で生じる「塩」だけです。

C～Eでは塩酸が足りないようです。塩は3.9gまでは必ずできますが、
材料となる塩酸が不足し、水酸化Naが余ると考えられます。
塩を作るには両方の材料が必要なので、残った固体の重さは、
塩ができた場合よりも少なくなります。(塩化水素が加わってない)
よって増加のペースが落ちてグラフが曲がると考えられます。

E点のデータをみると、5.7g残っています。
このうち3.9gは塩ですね。引き算して
5.7－3.9＝1.8　これが余った水酸化Naの重さです。

C点では水酸化Na水溶液を15cm3加えています。
E点では水酸化Na水溶液を25cm3加えています。
その差25－15＝10cm3の中に、水酸化Naが上で求めたように
1.8g溶けていると分かります。

まとめると、水酸化Na水溶液に溶けている水酸化Naは
「10cm3中に 1.8g 」　となります。では設問ごとにお答えしますね。

問２　D点は、C点よりも5cm3多く水酸化Na水溶液を加えています。
できる塩は、塩酸を使い切るので、Cと同じ3.9gです。
さらに、余分な5cm3に溶けていた水酸化Naが残りますが、この
「 5cm3中に 何g」の水酸化Naが溶けているでしょうか？
「10cm3中に1.8 g」から、「5cm3中に　0.9g」となりますね。
よって、残る固体の重さy＝塩3.9＋水酸化Na 0.9＝4.8g　が答えです。

問４　ちょうど中和するか、どちらかが残るのか、を考えます。
ちょうど中和するC点のデータを並べて考えてみます。

塩酸：水酸化Na水溶液：できる塩＝20cm3：15cm3：3.9g

水酸化Naは塩酸より少なくて済むことがわかりますね。
同じ量を用意した本問では、水酸化Naが余ることになりそうです。
塩酸は40cm3なので、上の３つの値をそれぞれ２倍にすると
ぴったりです。２倍にした値を書きますと、
塩酸：水酸化Na水溶液：できる塩＝40cm3：30cm3：7.8g

塩酸40cm3は全て反応します。水酸化Na水溶液は同量の
40cm3用意されていますが、このうちの30cm3だけが反応して
塩7.8gができるようです。

水酸化Na水溶液は40－30＝10cm3余ります。水を蒸発させるとこの
「10cm3中に 1.8g 」の水酸化Naが出てきます。よって、
残る固体の重さ＝塩7.8＋水酸化Na 1.8＝9.6g　が答になります。

問５　この設問でも、水酸化Na水溶液「10cm3中に1.8g」の水酸化Naが溶けている、という結果を利用しましょう。
ただし、濃さは体積cm3ではなく、重さgで計算します。

10cm3の重さが何gかわかればいいのですが、設問には、
水酸化Na水溶液「 1cm3は 1.2g」　と書いてあるので、
これを10倍して 「10cm3は12g」　となりますね。
水溶液全体が12gで、その中に1.8g溶けている水溶液です。

濃さ＝（溶けている重さ）÷（全体の重さ）×100　で計算しますので
濃さ＝　　　1.8　　　　 ÷ 12 ×100　＝ 15% 　が答です。

問６　今度は水酸化Na水溶液の量が15cm3で固定になりますね。
先ほど整理した中和の関係が使えそうです。もう一度書くと、

塩酸：水酸化Na水溶液：できる塩＝20cm3：15cm3：3.9g

本問では水酸化Naが15cm3なので、この関係からすぐに
塩酸20cm3でちょうど中和が完了し、塩が3.9gできると分かります。

適切なグラフを選ぶために、横軸の値が0の場合から考えていきます。
つまり、塩酸を0cm3から増やしていくことをイメージしましょう。

塩酸の量が0cm3　→　中和しない　→水酸化Naだけが残る→
15cm3中に溶けている水酸化Naが固体として残る

水酸化Na水溶液に溶けている水酸化Naは
問２で「10cm3中に1.8g」とわかっています。
では、「15cm3中に( )g」溶けていますかね？

「10cm3中に1.8g」を1/10にして「1cm3に0.18g」
これを15倍して「15cm3中に2.7g」となります。
比例式10:1.8＝15:x　としてもいいですよ。

よって、
・加える塩酸が 0cm3→残る固体は水酸化Naのみ→ 2.7g（cの値）
・加える塩酸が20cm3→残る固体は 塩のみ→ 3.9g（bの値）
・これ以降は水酸化Naがもうないので塩3.9gだけが残る。
余分な塩酸は塩化水素が気体として空気中へ逃げるので
重さには加わらないのでグラフは平らになる。

これらに当てはまるグラフは　ウ　となります。
a＝20　b＝3.9　c＝2.7　となります。

余談ですが、残る固体が2.7gから3.9gに増えるのが疑問に
思うかもしれませんね。
「水酸化Na」に、塩酸中の「塩化水素」が加わって
「塩」ができるので、2.7gから出発して次第に
塩化水素の分だけ重くなって、塩3.9gに達したとき
水酸化Naが全て消費されて終了、となりますので、
グラフが2.7からだんだん増えていくのでした。ご参考までに。
小学生の問題とは思えない難易度でした（笑）頑張ってください。

お礼

ありがとうございました！

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