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化学 高校生

(2)でC1とC2が並列接続とみなせるのはなぜですか?

462. コンデンサーの切り換え 解答 (1) 3.0×10-C, 4.5×10-J (2) 2.0×10C, 20V (3) 3.0×10-J 指針 C1, C2の上側, 下側の極板は,それぞれ導線で接続されており, スイッチSをBに切り換えた後、電荷の移動が完了すると,上側,下側 のそれぞれの極板の電位は等しくなる (図)。 すなわち, 各極板間の電圧 は等しく, このとき, C, C2 は並列に接続されているとみなせる。 解説 (1) QCVの公式から, C1 にたくわえられる電気量を Q1 と すると, Q1 = (10×10-) ×30=3.0×10-C U= = 1/2QVの公式から, C, にたくわえられる静電エネルギーを U」 と 10 U=1.1 x (3.0×10-) ×30=4.5×10-"J × すると, (2) スイッチSを切り換えたとき, C1, C2は並列接続とみなせる。C1 C=C+C2=10+5.0=15μFJ とC2の合成容量をCとすると, また,このとき, C にたくわえられていた電気量 Q1 が C と C2 に 分配されるので, C1, C2 の電気量の和は Q1 に等しい。 C1, C2の合成 コンデンサーに加わる電圧をVとすると, Q3.0×10-4 -=20 V C 15×10-6 求める C の電気量を Q1' とすると, Q1'=C,V=(10×10-) ×20=2.0×10-C V = == 05 ?整電ィネルギーをIT'Uっ とすると, S 等電位 B C₁ C2 等電位 Q² ⒸU = 1/2 CV²= 20 te 2C 電圧 用いてもよい。 別解 (2) 並列接続の 場合、電気量の比は, 電 気容量の比に等しい。 こ れを用いると, Q''=Qix- C1 C₁+C₂ 10 10+5.0 =(3.0×10-4x- = 2.0×10-4C 第V章 E 気

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化学 高校生

(6)の答えが、エタノールとベンゼンであるのが分かりません。 (イ)の操作で、エステル化の可逆反応で生じたエタノールも除去されないのですか? エステル化の可逆反応で生じた安息香酸や水はどうなってますか? 実験の順序もいまいち分かりません。

図のような装置を組み, 200mLの丸底フラスコに 10g の安息香酸,50mLのエタノール, 5mLの濃硫酸 を入れ,水浴上でガスバーナーを用い, 穏やかに, 混合液 が沸騰するように1時間加熱した。 反応液を室温まで放冷した後, 分液漏斗に移し,水 70mLとベンゼン 40mL を加え、よく振った後, 下層液 を流し出し,この液は廃液入れに捨てた。 747 分液漏斗中に残った液体に, 飽和炭酸水素ナトリウ ム水溶液 30mL を加え, 気体が発生するので注意して振 り混ぜた後,下層液を100mL ビーカーに流し出し集め た。この集めた液体に濃塩酸を少しずつ加えたところ, 白い固体が生成した。 固体が生 じなくなるまで濃塩酸を加えた後,この固体を集め、 よく乾燥し,質量を測定したとこ ろ 3.9g であった。 分液漏斗中に残った液体を三角フラスコに移し, ²) 無水硫酸ナトリウムを少量加え, しばらく放置後, 固体をろ別した。 ろ液を水浴上で液体が留出しなくなるまで加熱した。 残った液体の沸点が高いため, 減圧下でこの液体を蒸留したところ, 化合物Aが 3.5g 得られた。 (オ) (1) 図に示したように, フラスコ中に沸騰石を入れる目的を述べよ。 (2) 下線(ア)で濃硫酸を加える目的を述べよ。 (3) 下線(イ)の操作は,何を目的とした操作か。 その目的を述べよ。 (4) 下線(ウ) 炭酸水素ナトリウム水溶液を加える目的を述べよ。 (5) 下線(エ)で無水硫酸ナトリウムを加える目的を述べよ。 (6) 下線(オ)で留出してくる液体は何か。 構造式あるいは示性式で示せ。 玉入りコンデンサー ・水 -ゴム栓 丸底フラスコ ・沸騰石 一水浴 ・三脚 ガスバーナー

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化学 高校生

オ)で留出する液体は何か、という問題です。解答はエタノールとベンゼンでした。エタノールは水に溶けやすいのに何故水層に分離されず留出するのですか?

B °214.〈エステルの合成実験) 図のような装置を組み, 200mLの丸底フラスコに 10gの安息香酸,50mLのエタノール, 5mL の濃硫酸 を入れ、水浴上でガスバーナーを用い,穏やかに, 混合液 が沸騰するように1時間加熱した。 反応液を室温まで放冷した後, 分液漏斗に移し,水 70mLとベンゼン 40mLを加え, よく振った後,下層液 を流し出し,この液は廃液入れに捨てた。 ポ念 分液漏斗中に残った液体に,飽和炭酸水素ナトリウ ム水溶液 30mL を加え,気体が発生するので注意して振 り混ぜた後,下層液を100mL ビーカーに流し出し集め た。この集めた液体に濃塩酸を少しずつ加えたところ,白い固体が生成した。固体が牛 じなくなるまで濃塩酸を加えた後,この固体を集め,よく乾燥し, 質量を測定したとこ ろ3.9gであった。 分液漏斗中に残った液体を三角フラスコに移し,無水硫酸ナトリウムを少量加え, しばらく放置後,固体をろ別した。 よ困の ろ液を水浴上で液体が留出しなくなるまで加熱した。残った液体の沸点が高いため, 減圧下でこの液体を蒸留したところ, 化合物Aが3.5g得られた。 玉入りコンデンサー - 水 -ゴム栓 丸底フラスコ 沸騰石 -水浴 三脚 (ウ) -ガスバーナー (エ) (オ)

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