Question

いわ

この問題の解き方が解説を読んでもよく分かりません。
丁寧に解説お願いします。

問5 化合物 A・Bは,いずれも硫酸鉄(ⅡI) FeSO4 の水和物である。 化合物A
を加熱すると水和水の一部が失われ、ある温度で完全に化合物Bに変化する。
化合物Aを正確に W1 [g] はかり取り、加熱して完全に化合物Bに変化させ
たとき,得られた質量 W2〔g〕 と W 〔g〕 の差は 1.08gであった。 得られた化
合物 B W2〔g〕 すべてを水に溶かして500mLの FeSO4水溶液とした。別の
実験によりこの水溶液のモル濃度を測定したところ, 0.040 mol/Lであった。
化合物A・Bの化学式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。 26
78344
①
(3)
化合物A
FeSO4・7H2O
FeSO4・6H2O
FeSO4・5H2O
FeSO4・4H2O
(20化合物B
化学
FeSO4・2H2O
FeSO4･5H2O
FeSO4・3H2O
FeSO4・H2O

問5 26 正解 ④
→ 正答までの道筋を化学の最後にあるSTEPで確認!
Trat
化合物Aの化学式を FeSO4・αH2O, 化合物Bの化学式を FeSO4･6H2O とおく。 化
合物Aから化合物Bへの変化では水和水の一部が失われるので,この変化は式①のよ
うに表される。
FeSO4・αH2O FeSO4・6H2O + (a-b) H2O
1
失われた水和水の質量は,Wi〔g〕 と W2〔g〕の差である1.08gなので、その水和水
H2O (モル質量は 18g/mol) の物質量は,
1.08g
0.060 mol
18 g/mol
仮に、 FeSO4・6H2O1mol を水に溶かしたとすると, 水溶液中に溶解している
FeSO4は1mol である。 これと同様に, 化合物 B W2〔g〕 に含まれる FeSO4・6H2O の物
質量は,それを水に溶かした水溶液中に溶解している FeSO4 の物質量と等しい。 化
合物 B W2〔g〕を溶かした水溶液に溶解している FeSO4 の物質量は,
=
500
0.040 mol/L X
L = 0.020mol
1000
であるから、化合物B W2〔g〕に含まれていた FeSO4・6H2O の物質量も 0.020mol で
ある。

したがって, 式 ① の FeSO4・6H2O と H2Oの係数に着目して、
0.020 mol × (a-b) = 0.060mol
H H
a-b=3
選択肢 ①~④について, a-bをそれぞれ求めてみると, ①7-2=5②6-5=1
③5-3=2④4-1=3となる。よって, 正解は④である。