中学理科演習問題「化合で発生した気体の質量を求める問題」

中学理科演習問題「化合で発生した気体の質量を求める計算問題」です。

【演習問題】化合で発生した気体の質量を求める問題

下図のように、薬包紙にのせたいろいろな質量の石灰石とうすい塩酸10cm³を入れたビーカーを電子てんびんにのせ、反応前の質量を測定した。次に、薬包紙にのせた石灰石をビーカーに入れ、気体の発生が見られなくなってから反応後の質量を測定した。下の表は、このとき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。

ビーカー	A	B	C	D	E	F	G
石灰石の質量〔g〕	0.4	0.8	1.2	1.6	2.0	2.4	2.8
反応前の質量〔g〕	55.4	55.8	56.2	56.6	57.0	57.4	57.8
反応後の質量〔g〕	55.2	55.4	55.6	55.8	56.0	56.4	56.8

（1）この実験で発生した気体は何か。

（2）うすい塩酸10cm³が過不足なく反応する石灰石の質量は何gか。

（3）反応後のビーカーGには、石灰石の一部が溶けずに残っていた。溶け残った石灰石をすべて溶かすには、同じ濃度のうすい塩酸をさらに何cm³加える必要があるか。

（4）この実験で使ったうすい塩酸と同じ濃度の塩酸20cm³と、過不足なく反応する石灰石は何gか。また、このとき発生する気体は何gか。

【解答・解説】化合で発生した気体の質量を求める問題

（1）この実験で発生した気体は何か。

二酸化炭素

石灰石にうすい塩酸で二酸化炭素が発生します。

（2）うすい塩酸10cm³が過不足なく反応する石灰石の質量は何gか。

2.0g

上の表に、生じた二酸化炭素の質量を、反応前の質量ー反応後の質量で求めると、石灰石の質量が2.0g以降、発生する二酸化炭素の質量が増加しないことがわかります。

（3）反応後のビーカーGには、石灰石の一部が溶けずに残っていた。溶け残った石灰石をすべて溶かすには、同じ濃度のうすい塩酸をさらに何cm³加える必要があるか。

4.0cm³

（2）で、うすい塩酸10cm³に石灰石は2.0gしか溶けないとわかったので、
2.8－2.0＝0.8gの石灰石が溶け残っているとわかります。
これを反応させるために必要なうすい塩酸は、
10cm³：2.0g＝ｘcm³：0.8g
ｘ＝4.0cm³

（4）この実験で使ったうすい塩酸と同じ濃度の塩酸20cm³と、過不足なく反応する石灰石は何gか。また、このとき発生する気体は何gか。

石灰石：4.0g　　二酸化炭素：2.0g

実験で、うすい塩酸10cm³と石灰石2.0gが過不足なく反応するとわかったので、うすい塩酸20cm³と過不足なく反応する石灰石の質量は、
10：2.0＝20：ｘ
ｘ＝4.0g
また、うすい塩酸10cm³と石灰石2.0gが過不足なく反応すると、1.0gの二酸化炭素が生じているので、
10：1.０＝20：ｘ
ｘ＝2.0g