問1
塩酸入りのビーカー(74g)に石灰石(0.5g)を入れると、74.5gになるはずです。
しかし、発生した気体が空気中へ逃げるため、その気体の分だけ質量が減ります。
問題文より、反応後の気体が逃げた後の質量は74.28gです。
つまり、発生した気体の量は
74.50g - 74.28g = 0.22g
問2
石灰石を増やして、問1と同様に計算をします。
問3
まず、問2のグラフを見てください。グラフが石灰石が2.0gのとこから発生する気体の量が変化していません。
これは、石灰石を増やしすぎると、塩酸の量が少なくて石灰石をすべて反応させられないためです。
つまり、塩酸15㎤では、石灰石は2.0gしか反応させることができません。
よって、
すべての石灰石の量 - 反応した石灰石の量 = 反応できずに残った石灰石の量
3.0 - 2.0 = 1.0g
です。
次に、この反応できていない1.0gの石灰石に必要な塩酸の量を求めます。
塩酸15㎤では、石灰石2.0gを反応させることがグラフより分かっています。
石灰石1.0gならその半分の『7.5㎤』が必要となります。
模範解答では、これを比の計算を用いて求めています。
15㎤ : 2.0g = x㎤ : 1.0g
2.0x = 15×1.0
x = 15×(1.0/2.0)
= 7.5
問4
この問題では、次の場合が考えられます
① 塩酸がすべて反応、石灰石は反応できないものが余る
② 塩酸と石灰石がお互いすべて反応
③ 塩酸が反応できないものが余り、石灰石はすべて反応
これを調べてみます。
まず、比の計算を用いて塩酸75㎤と反応できる石灰石の量を計算します。
塩酸15㎤では、石灰石2.0gを反応させることができるので
15㎤ : 2.0g = 75㎤ : xg
15x = 2.0 × 75
x = 2.0 × (75.0/15.0)
= 10.0g
今回は塩酸15㎤、石灰石12.0gなので、①の塩酸がすべて反応したことがわかります。
塩酸15㎤を使ったときに発生する気体の量はグラフより、0.88gです。
塩酸75㎤を使ったときに発生する気体の量は
15㎤ : 0.88g = 75㎤ : xg
15x = 0.88 × 75
x = 0.88 × (75.0/15.0)
= 4.40g