理科
中学生

至急!
(3)番の解き方が全くわかりません。
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131 〈鉄と硫黄の反応> (愛知・滝高) 鉄と硫黄を混ぜ、試験管に入れて図のように加熱すると、黒色の化合物が生成する。 次の問いに答え なさい。 (1) この反応で生成する黒色の化合物の化学式と名称を答えよ。 化学式 〔 〕 名称〔 〕 (2) 鉄と硫黄の質量をいろいろ変えて加熱するとき, 生成する黒色の化合 物の質量は次の表の通りである。 鉄 〔g〕 4.2 硫黄 8.0 黒色の化合物 〔g〕 6.6 10.0 8.0 4.0 11.0 ① 鉄4.2gと硫黄8.0gを混ぜて加熱したとき, 反応せずに残っているのは鉄, 硫黄のいずれか。 また, それは何gか。 物質〔 〕 質量 〔 〕 ② 鉄原子1個と硫黄原子1個の質量比を求めよ。 鉄: 硫黄= 〔 〕 2.0 5.5
14 化学変化の量的関係 99 3 鉄をうすい塩酸と反応させると,塩化鉄FeCl2と気体Aが生成する。 また, 黒色の化合物をうす い塩酸と反応させると, 塩化鉄 FeCl2と硫化水素H2Sが生成する。 鉄 0.14gを完全にうすい塩酸と 反応させたときに発生する気体Aの体積をV [L] とする。黒色の化合物 0.33gを完全にうすい塩酸 と反応させたとき,発生する硫化水素の体積は何Lか。例にならって分数とVを用いた式で表せ。 ただし,体積は同じ条件の下での値とする。 [ 5 例) 2 V 964 4 〕 FR
したがって, 発生する気体の体積は、 0.12 0.24 (4) マグネシウムと塩酸の反応によって発生した気 体は水素(H2) である。 下線部bでメスシリンダー の中に集められた気体には, 発生した水素の他に もフラスコ内にあった空気も存在している。 よっ て,これに点火すると, 空気中の酸素と発生した 水素が結びついて水ができる。 これを化学反応式 で表すと. 250x = 125 cm³ 2H2 +O2→2H2O となる。 (5) 捕集された気体のうちの空気の体積を z [cm²] とすると,空気中の酸素の体積は, 1 1 2= z(cm³), 4+1 酸素と反応した水素の体積は, 1/32×2=1/23(cm²] となる。したがって, -zx2= z[cm³] 5 1 2 -z+ -z=125-87.5 z=62.5cm² 5 131 (1) 化学式 FeS名称・硫化鉄 (2) ① 物質・・・硫黄 質量... 5.6g ② (鉄:硫黄=) 7:4 3 (3) V 2 【解説 (1) 鉄と硫黄が結びついて黒色の硫化鉄がで きる。 化学反応式 Fe + S → FeS (2) ① 鉄の質量が4.2gのときと8.0gのときを比較 する。 鉄の質量が4.2gのときは鉄の質量が 8.0g のときより硫黄の質量が多いが,鉄と硫黄が結び ついてできた黒色の化合物 (硫化鉄) の質量が少な いので,鉄4.2gはすべて反応したが, 硫黄 8.0g のうちの一部は反応せずに残ったと考えられる。 したがって、反応せずに残った硫黄の質量は, 4.2 +8.0 -6.6 = 5.6g ②鉄原子 (Fe) 1個と硫黄原子(S) 1個が結びつい ●硫化鉄(FeS) 1個ができるので, 鉄原子1個と硫 黄原子1個の質量比は, 結びつく鉄と硫黄の質量 比に等しい。 4.2gの鉄と結びつく硫黄の質量は, 8.0-5.6=2.4gなので,原子1個ずつの質量比は, 鉄: 硫黄 = 4.2:2.4=7:4 (3) 鉄と塩酸の反応を化学反応式で表すと, Fe + 2HCl→ FeCl2 + H2 黒色の化合物 (硫化鉄)と塩酸の反応を化学反応式 です. FeS + 2HCl → FeCl + H2S 0.14gの鉄を含む硫化鉄(Fes) の質量は, 7+4 0.14 x 7 鉄と塩酸の反応の化学反応式では,鉄原子1個 あたり水素分子1個ができていて, 硫化鉄と塩 酸の反応の化学反応式では硫化鉄1個あたり硫 化水素1個ができている。 したがって, 硫化鉄 0.33gをすべて塩酸と反応させたときに発生する 硫化水素の体積は, 3 VX 0.33g 0.22g 2 -= 0.22 g = 132 (1) ア・・・還元 a ...AlCl3 -V(L) (2) (アルミニウム: 酸素=) 27:16 (3) 2.4g (4) 45mL (5)62500層 (1) ア… 酸化アルミニウムなどの酸化物が酸 [解説 素を奪われる反応を還元という。 a・・・反応の前後で, 原子の種類と数は変化しない。 (2) AIの数をそろえるために, ①×2 とすると, 2Al2O3 +6C→4AI +6CO 2Al2O3 +3C4AI + 3CO2 ①と②で, 4AI = 5.4g とすると, Al=5.4+4=1.35g また, 6CO = 8.4g, 3CO2 = 6.6g なので, 6CO-3CO2=3C=8.4-6.6=1.8g よって, 3CO2-3C = 60 =6.6-1.8=4.8g 0=4.8÷6=0.8g したがって AL: 0 = 1.35:0.8=27:16 (3) (2)の解説より, 0=0.8gとしたとき, 3C= 1.8gなので, C=1.8÷3=0.6g よって, CO : CO2=0.6 +0.8 : 0.6 +0.8×2 5.4 x =1.4:2.2=7:11 ①と②で発生するCO と CO2 の質量が等しいとい うことから、①と②で反応する質量の比が11:7 とわかる。また, ① では2AI ②では4AIが得ら れるので,得られるAIの質量比は, 11 11 + 14 ①:②=2×11:4×7=11:14 したがって ① で得られるアルミニウムの質量は, -=2.376=2.4g

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