Question

もも

(５)の答えがウなのですが、この問題の考え方が解説を見ても理解できません。
どなたか分かりやすく解説していただけるとありがたいです。
2枚目と3枚目は問題の上にあったやつです。(語彙力皆無)一応載せておきます。

(5) 水とエタノールの混合溶液を蒸留し、得られた液体をさらに蒸留することを考える。 はじめの混合溶液
中のエタノールの質量の割合が10%であるとき, 2回の蒸留の後に得られる液体中のエタノールの質量
の割合はおよそ何%になると考えられるか。 次のア~エのうち,最も適しているものを一つ選び、記号を
○で囲みなさい。 ただし, それぞれの蒸留において, 沸とうしている液体中のエタノールの質量の割合は
蒸留中に変化しないものとし, 冷却は氷水で十分に行われるものとする。
75%
7 50%
イ
ウ 65%
I 90%
ASAP

【CさんとY先生の会話】
Cさん:表Iから, 液体 (i) 中のエタノールの割合は,蒸留前の混合溶液中のエタノールの割合よりも
① 〔ア大きく
小さく
~ (ⅲi) を比べ
ると,液体を集め始めたときの温度が②〔ウ高い
低い〕液体の方が、エタノール
をより多く含んでいたことも分かりました。 これは、水とエタノールで沸点が異なることが影
響しているのでしょうか。
C
APR3
Y先生:その通りです。 実験では、水の沸点よりも低い温度で混合溶液の沸とうが始まり、先に発生し
ていた蒸気ほど,水よりも沸点の低いエタノールを多く含んでいたと考えられます。
Cさん:多く含んでいたということは、蒸気になっていたのはエタノールだけではなかったのですね。
Y先生:はい。混合溶液が沸とうすると, 水とエタノールは同時に
637
100
蒸気になります。 このとき, 沸とうしている混合溶液中の
エタノールの質量の割合と, 蒸気中のエタノールの質量の
割合の関係は,図Ⅲのようになることが知られています。
Cさん:では,例えば沸とうしている混合溶液中のエタノールの質
Gc
量の割合が60%のとき, 蒸気中のエタノールの質量の割合
POJA
は約70%になるのですね。
また, 液体 (i)
なったことが分かりました。
Y先生: その通りです。 次に, その蒸気を氷水で十分に冷却すると,
エタノールの質量の割合が70%の液体に変化します。これ
は、エタノールの蒸気も水の蒸気もすべて液体になるため
先生です。
図Ⅲ
蒸気中のエタノールの
質蒸
80
60
40
ル 20
0
20 40 60 80 100
沸とうしている混合溶液中の
エタノールの質量の割合 [%]

【実験】エタノール (沸点78℃) 8cmをはかりとり、水を加えて20cm とした混合溶液をつくり,図ⅡIのよ
うな装置で実験を行った。
●
図Ⅱ
混合溶液10cm をはかりとり,蒸留用試験管で沸とうさせた。 発
文として最も演
生した蒸気は,ゴム管を通って冷却用試験管に移り,氷水で冷や
されて液体になった。 図ⅡI中の矢印は蒸気の流れを表している。
冷却用試験管を3本用意し, 液体が2cm 集まるごとに素早く交換
した。 集めた順に液体 (i), (ii), (iii) とし, それぞれの液体を
集め始めたときの温度計の値を記録した。
3
・液体 (i) ~ (iii) と蒸留前の混合溶液をそれぞれ1cmずつはか
りとり,蒸発皿に移してマッチの火を近づけた。
表 I は, これらの結果をまとめたものである。
[112,
ITA
液体を集め始めたときの温度
火を近づけたときのようす
液体 ( i)
79.0 °C
長い間燃えた
液体 (ii)
82.5 °C
小さな炎で短い間燃えた
蒸留用
試験管
混合
溶液
沸とう石
847
TI
液体 (iii)
89.5 °C
燃えなかった
温度計
ゴム管 冷却用
試験管
氷水
液体
蒸留前の混合溶液
-
燃えなかった