化学変化の量的関係

質問

塩酸と亜鉛の反応は

2HCl+Zn→ZnCl2+H2

加える亜鉛の量(体積=リットル)と発生する水素の量(ｇ)は比例する。(整数比では水素:亜鉛が15:4) 以下は、体積について、cm^3で表します。

0.4gの亜鉛が過不足なく反応するには、塩酸は何cm^3必要か？

反応式より、反応物の比は、2:1。よって、比例式2:1=x:0.4gの亜鉛の物質量(mol)が立てられる。
亜鉛0.4gは、亜鉛1molを65とおくと、≒0.0062mol。
2:1=x/0.0062より、必要な塩酸の質量は…(塩酸の質量は35とすると)

x=2×0.0062=0.0124mol

35×0.0124=0.434g

その体積は…
0.0124×22.4=0.27776リットル
単位をcm^3にすると、277.76cm^3

この解き方は誤りでしょうか？因みに問題が古い教材からなので立方センチを使ってます。 あと、もし正しいなら、もっと簡単に求められる解法はありませんでしょうか。

回答No.1

swisszh · ベストアンサー

1) 誤りではありません。 ただ反応式からわかるように、それと体積を求めるのにモルを使えば簡単
2) 2HCl + Zn = ZnCl2 + H2 から
2mol (HCl) が 1mol (Zn) と 反応 = 2・22.4 L (HCl) が 65.4g(Zn)と反応
3) X L (HCl) が 0.4 g(Zn) が反応とすると、比例で、 2・22.4 / 65.4 = X / 0.4, X = 0.274 L =274 cm3

4) あなたのHCl = 35.5 + 1.0 =36.5 ですよ。
5) 22.4 L は標準状態

お礼

とても解りやすい説明ありがとうございました。細かい部分で抜けてることがあるみたいです。精進します。

ありがとうございました

回答No.2

htms42

問題文自体がよく良く分かりません。

＞0.4gの亜鉛が過不足なく反応するには、塩酸は何cm^3必要か？

塩酸はＨＣｌの水溶液の事です。亜鉛を溶かすという反応は酸の反応です。酸のこのような性質は水溶液で出てきます。水溶液ではないＨＣｌは気体です。亜鉛と反応させて水素を発生させるという反応に気体のＨＣｌを使うことはありません。（塩酸の中に含まれているＨＣｌを気体として取り出して体積を求めるという意味だとすると「必要な塩酸の体積は？」という表現にはなりません。でもあなたがやろうとしている計算では気体のＨＣｌの体積を求めています。）

塩酸の場合、濃度が指定されていなければ必要な体積を求めることはできません。
（この場合は物質量（ｍｏｌ）と体積を使った濃度が便利です。普通ｍｏｌ／Ｌという濃度を使います。）

＞加える亜鉛の量(体積=リットル)と発生する水素の量(ｇ)は比例する。(整数比では水素:亜鉛が15:4) 以下は、体積について、cm^3で表します。

亜鉛は固体、水素は気体ですから単位が逆ですね。
「亜鉛の量は質量（ｇ）で表して、水素の量は体積（Ｌ）で表す」だと分かります。
それをさらに変更してＬでなくてｃｍ^3で表すとなっています。間違いではありませんが不自然です。
それなら最初から「水素の量は体積（ｃｍ^3）で表す」と書けばいいです。

＞反応式より、反応物の比は、2:1。よって、比例式2:1=x:0.4gの亜鉛の物質量(mol)が立てられる。

ｘは塩酸の物質量（正しくは塩酸の中のＨＣｌの物質量）のようですね。
そうであれば
２：１＝（塩酸の物質量）：（０．４ｇの亜鉛の物質量）
と書く方がいいです。私は初め　２：１＝ｘ：０．４ｇ　と読んでしまって何のことか分からなくなりました。

＞亜鉛1molを65とおくと、・・・・・これは「亜鉛１ｍｏｌの質量を６５ｇとおくと」です。

＞塩酸の質量は35とすると・・・・・これは「塩酸１ｍｏｌの質量は３６ｇとすると」です。

塩酸の濃度がｍｏｌ／Ｌで与えられているのであれば物質量が分かれば体積は出てきます。
ＨＣｌ１ｍｏｌの質量は必要ありません。２：１というのが物質量の比になっているからです。
％で濃度が与えられているのであれば質量が必要です。その場合はさらに密度も必要になってきます。

お礼

至らない点があったかもしれません。にも拘らず回答していただき、ありがとうございました。