二酸化炭素の発生に関する実験と問題

このQ&Aのポイント
  • 石灰石と塩化水素の水溶液を反応させて二酸化炭素を発生させる実験を行いました。実験結果から、二酸化炭素の発生量と塩化水素の水溶液の体積の関係を図にまとめました。
  • 別の実験では、石灰石とAの粉(石灰石を含む)の混合物を使用し、二酸化炭素の発生量を測定しました。結果として、一定の量の石灰石が含まれていると二酸化炭素が発生し、その量を超えると発生しなくなりました。
  • 問題では、二酸化炭素を1500cm3発生させるために必要な石灰石の量を求める問題と、Aの粉中に含まれる石灰石の重さの割合を求める問題があります。
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二酸化炭素の発生

自分なりに考えてといてみました。 わからないところが2つあり (1)、(2)に書いてあります。 自分のとき方の考え方があっているかもわかりません。 教えてください。 実験1 石灰石の粉4gに塩化水素の水溶液を少しずつ加えたとき発生する二酸化炭素の体積をはかりました。その結果、発生する二酸化炭素の体積と加えた塩化水素の水溶液の体積の関係は図のようになりました。 実験2 実験1と同じ方法で、石灰石の粉をある割合でふくむAの粉を50gとり、塩化水素の水溶液を加えました。その結果、二酸化炭素を750cm3発生したところで、さらに塩化水素の水溶液を加えても、二酸化炭素は発生しなくなりました。 (注) 各実験で使った塩化水素の水溶液のこさはすべて同じです。 問題 (1)二酸化炭素を1500cm3発生させるためには、塩化水素の水溶液50cm3に石灰石の粉を何gくわえればよいですか。 石灰石4g、塩化水素20cm3で二酸化炭素1000cm3発生 よって 石灰石1g、塩化水素5cm3で250cm3発生 二酸化炭素1500cm3を発生させたいのだから250cm3の6倍の石灰石6g (1)ただ問題に50cm3と書いていて、この場合だと塩化水素30cm3であり この部分をうまく説明できなくて困っています。 (2)実験2より、Aの粉の中にふくまれる石灰石の重さの割合は何%ですか。 ただし、A中の石灰石だけが塩化水素の水溶液と反応して、二酸化炭素を発生するとします。 二酸化炭素750cm3を発生させるには石灰石1g二酸化炭素250cm3より 750÷250=3 よって3gの石灰石が含まれている (2)ただ、ここでの疑問は割合は50÷3ではないんですか? 3÷50×100をしたら答えはあうのですが なぜ、重さの割合で100をかけるのでしょうか?

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回答No.1

(1)二酸化炭素を1500cm3発生させるためには、塩化水素の水溶液50cm3に石灰石の粉を何gくわえればよいですか。 実際はあなたが指摘するとおり塩化水素30cm3で二酸化炭素は1500cm3を発生するが、問題に塩化水素の水溶液50cm3と定義されているので塩化水素の水溶液50cm3と従う。 (2)実験2より、Aの粉の中にふくまれる石灰石の重さの割合は何%ですか。 ただし、A中の石灰石だけが塩化水素の水溶液と反応して、二酸化炭素を発生するとします。 二酸化炭素750cm3を発生させるには石灰石1g二酸化炭素250cm3より 750÷250=3 3グラムはあっています。割合とは全体に占める割合です。だから3÷50(石灰石の粉をある割合でふくむAの粉を50g)となります。なぜ100を掛けるか?それは割合は%表示だからです。 あなたの学校に500人いたとしましょう。あなたの割合は1÷500=000.2×100=0.2%となります。 数字が全角と半角混じってごめんなさい。

bakakaka
質問者

お礼

回答ありがとうございます。

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  • ORUKA1951
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回答No.2

まず実験結果を整理しましょう。 図からわかることは、  二酸化炭素の発生量が、希塩酸の量に比例する部分に着目すると希塩酸1cm³あたり、50cm³の二酸化炭素が発生することがわかります。(a)  また、4gの石灰石がすべて反応したときに二酸化炭素は1000cm³発生することから、石灰石1gあたり250cm³の二酸化炭素が発生することがわかります。(b)  これを、二酸化炭素の量を合わせて考え直すと、 ・1000cm³の二酸化炭素を発生させるためには、最低20cm³の希塩酸と最低4gの石灰岩が必要なことがわかります。 これを比べると、20/4 = 5 (希塩酸cm³/石灰岩g)より希塩酸が多ければ石灰岩の量に、少なければ塩酸の量に発生量が制約されることになります。(c) (1)二酸化炭素を1500cm3発生させるためには、  (a)より、希塩酸は1500/50 = 30cm³  (b)より、石灰岩は1500/250 = 6 g   希塩酸50cm³は、これより多いですから、6gの石灰岩 (2) 実験2より、Aの粉の中にふくまれる石灰石の重さの割合は何%ですか。  750cm³の二酸化炭素が発生したのですから、反応したそれぞれの量は  (a) より、750/50 = 15 cm³ の希塩酸  (b) より、750/250 = 3 gの石灰岩  が反応したことがわかります。   Aは、50gですから、3/50 = 6/100 ・・・6(%) >ここでの疑問は割合は50÷3ではないんですか?  それでは、16.666666666666666666666666666667  >重さの割合で100をかけるのでしょうか?  百分率で答えなさいと「Aの粉の中にふくまれる石灰石の重さの割合は何%ですか。」  まあ、ごらんのように100倍しなくても答えは出ますけど・・分母を100にすれば必然的に百分率の値が分子になります。 ★(c)は、希塩酸や石灰岩の量が好き勝手な数値で出題されたときの目安です。  塩酸の量/石灰岩の量が 5より小さければ塩酸の量だけ計算すればよいし、5より大きければ石灰岩の量だけ計算すればよい。  ここでは使わなくて済む。   

bakakaka
質問者

お礼

回答ありがとうございます。

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