高校化学です。こちらの問題で試料X0,10g中に含まれる銅の物質量molを求める問いで答えは1,5×10の−3乗molなのですが、なぜFe3+を0,35×0,05=0,0175として、化学反応式の比でCuを0,0175×0,5=0,00875molとしてはいけないのでしょうか？解法は答えのやり方(写真左側)でもわかるのですが、この方法がダメな理由がわかりません。よろしくお願いします。
の組合せは、
23:34 1月23日 (火)
塩化鉄(Ⅲ)
15
b 操作Ⅰでは式 (1) の反応によって試料 X中の単体の銅 Cu を
完全に溶解させ, 操作ⅡIでは式 (1) の反応で生成した Fe2+ を,式
(2) の反応によってKMnO4水溶液で滴定した。 なお, 滴定の途中
では MnO4-がマンガン (ⅡI)イオン Mn²+ に変化するため, 滴下
した KMnO4水溶液の赤紫色が消えるが, Fe2+ が消失して式(2) の
反応が完結すると, MnO4-が反応せずに残り赤紫色が消えなく
なるので,このときを滴定の終点とする。
式 (1) の反応では Culmolあたり Fe²+ 2mol が生成し, 式 (2)の
反応では Fe2+ 5 mol あたり MnO41 mol を必要とする。 した
がって,式(1) (2) の反応をあわせて考えると, 物質量比は
Cu : Fe2+ : MnO4=5:10:2となる。 これより, 試料 X 0.10 g 中
に含まれる Cuの物質量をx(mol) とすると, 操作ⅡI での滴定に
要した KMnO4 の物質量との関係は,
x (mol) 0.020 mol/LX
30
1000
ガン酸刀
30
1000
L=5:2
x=1.5×10mol
なお, Cu の原子量を 64 とすると, 試料 X 0.10g中に含まれる
Cu の質量は次のようになる。
64g/mol×1.5×10-3mol = 0.096g
また、試料 X 0.10g中に含まれる Cuの物質量 x (mol) は, 以下
x=1.5×10mol
ある。
x (mol):3.0×10mol=1:2
- 110 -
のように求めることもできる。
式 (1) の反応で生成し, KMnO4水溶液で適定された Fe²+の物質
量をy (mol) とすると, 式 (2) の反応を行った MnO4′ と Fe2+ の物
質量について,
0.020 mol/LX Ly (mol)=1:5
y=3.0×10mol
よって, 式 (1) の反応を行った Cu と生成した Fe²+の物質量に
ついて,
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16
・・・
還元剤 相手を還元する物質。 自
酸化され, 酸化数が増加する原
含む｡
とも､
C 使用する溶液で実験器具の内部を数回すすぐことを共洗い
という。 ホールピペットやビュレットを洗浄後すぐに使用する際
は, 内部が水でぬれていると溶液の濃度が小さくなるので, 共洗
いしてから使用する。
化学反応式が表す量的関係
化学反応式中の係数の比は, 反応
生成物の変化する物質量の比を表す。
(反応式の係数の比
反応により変化す
物質の物質量の
滴定で用いる器具
ホールピペット 正確な体積の溶液
かりとる。
メスフラスコ 正確な濃度の溶液を
J
化学
問2 不純物を含む銅試料(試料Xとする) 中の単体の銅の含有量を求めるために,
次の操作ⅠIIからなる実験を行った。 この実験に関する下の問い (a~c)に
答えよ。
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操作Ⅰ
試料X 0.10g をコニカルビーカーにはかりとり 0.35mol/Lの塩化鉄
(ⅢI) FeCl3 水溶液50mL を加えてよくかき混ぜた。 このとき, 次の式(1) で表
される反応が起こり,試料×中の単体の銅は完全に溶解した。実
Down
Cu + 2 Fe3+ → Cu²+ + 2Fe2+
MnO4 + 5 Fe²+ + 8H+
操作ⅡⅠ 操作 Ⅰ に続いて, コニカルビーカーに硫酸マンガン (ⅡI) MnSO4水溶
液と希硫酸を加えた後, ビュレットから0.020mol/Lの過マンガン酸カリウ
ムKMnO4水溶液を滴下したところ, 30mL加えたところで滴下した水溶液
の赤紫色が消えなくなったので, 滴定の終点とした。 この滴定において, 終
点までに次の式 (2) で表される反応が完結する。
TOLUXR7
Mn²+ + 5 Fe 3 + + 4H2O
①
式(1) の反応の酸化剤
銅
銅
塩化鉄(Ⅲ)
塩化鉄(ⅢI)
a
注意 操作ⅠⅡIでは,式(1)(2) 以外の反応は起こらなかった。 なお, MnSO4
は,塩化物イオン CI が MnO4と反応することを防ぐはたらきをもつ。
a 式(1) (2) の反応において, 酸化剤としてはたらいている物質の組合せとし
て最も適当なものを、次の①~④のうちから一つ選べ。
<-102-
(1)
15
(2)
式(2) の反応の酸化剤
過マンガン酸カリウム
塩化鉄(ⅡI)
過マンガン酸カリウム
塩化鉄(ⅡI)
