Chemistry
高中
已解決

どういうことですか?
教えて下さいお願いします(_ _)

2 化学反応と量的関係のグラフ 024gのマグネシウムに1.0mol/Lの塩酸を少量ずつ加え, 発生した水素を捕集し その体積を標状態で測定した。 このとき加えた塩酸の体積と発生した水素 の体積との関係を表すグラフとして最も適切なものを, 次の(~(国)のうちから1 Mg=24 つ選べ。 (ア) (イ) (ウ) エ) 200 200 200 200 100 100 100 100 [mL) [mL) [mL) (mL) 0 0 10 20 30 0 10 20 30 加えた塩酸の 体積(mL) 加えた塩酸の 体積(mL) 0 10 20 30 加えた塩酸の 体積(mL) 0 10 20 30 加えた塩酸の 体積[mL) ) マグネシウムと塩酸との反応は, 次の化学反応式で表される。 Mg + 2HCI -→ MgCl2 + Hz マグネシウム0.24gが反応し終わるまでは, 塩酸を加える量に比例して水素が発生する。 そ れ以後は,反応するマグネシウムがないので, 塩酸を加えても水素の発生量は増加しない。し たがって,グラフが折れ曲がって横軸に平行となる点が, マグネシウムと塩酸が過不足なく反 応したところである。 化学反応式の係数に注目すると, Mgl mol と HCI 2 molが反応して水素Heが1 mol発生する。 0.24g 24g/mol 0.010mol 0.24gのMgの物質量は, このMgと過不足なく反応するHCは0.020mol であり, そのとき発生するHaは0,010mol とな る。 塩酸の体積をx[mL] とすると, 1,0mol/L× 1000 (L)= %3 0.020mol x= 20mL 水素H2の発生量は, 0.010mol × 22.4L/mol3D0.224L=D 224 mL したがって、加えた塩酸の体積(横軸)が20mL, 水素の体積(縦軸)が224mLのところでグラ フが折れ曲がっている(エ)が, 正しいグラフである。 溶液中の溶質の物質量 溶質の物質量(mol] = モル濃度 (mol/L) × 溶液の体積 (L) 解 ()

解答

✨ 最佳解答 ✨

どこからわかりませんか?
 赤で書かれていることはわかりますか?
 マグネシウム0.24gは0.010molだということはわかりますか

バニラ

マグネシウムの化学反応式のところまでは分かります
それ以降はわかりません
赤のところもさっぱりです

たこ焼き

すいません。教えたいのですが、なかなか時間が作れなくて・・・

バニラ

こちらこそ貴重なお時間ありがとうございます(_ _)

たこ焼き

今回は0.24gのマグネシウムに1.0mol/Lの塩酸をどんどん加えていき、その結果、水素がどれくらい発生するのか?という実験をしています。
で、このときに加えた塩酸の量[mL]を横軸に、このときに発生した水素の量[mL]を縦軸にしてグラフにしています。
マグネシウムと塩酸が反応した結果、(塩化マグネシウムと)水素が発生するから、塩酸を加えれば加えるほど、水素もどんどん発生しそうですが、今回はマグネシウムの量に制限があります(マグネシウムは0.24gしかない)。マグネシウムに塩酸を加えていくと、マグネシウムは塩化マグネシウムに変化していくから、用意されていたマグネシウム自体はいつかなくなりますよね?マグネシウムがなくなると塩酸を加えても水素は発生しませんよね?

ということは、マグネシウム0.24gがなくなるまでは、塩酸を加えていくと発生する水素の量は増えていきますが、マグネシウム0.24gがなくなると塩酸を加えても発生する水素の量は増えません。
で、グラフを見てみると、
(ア)では塩酸を10mL以上加えても発生する水素の量は約120mLをより増えていません。
すなわち、(ア)では、塩酸を10mLとマグネシウム0.24gがちょうど反応し、反応した結果約120mLの水素が発生したことを表しています
(イ)では塩酸を20mL以上加えても発生する水素の量は約120mLより増えていません。
すなわち、(イ)では、塩酸を20mLとマグネシウム0.24gがちょうど反応し、反応した結果約120mLの水素が発生したことを表しています
(ウ)では塩酸を10mL以上加えても発生する水素の量は約220mLより増えていません。
すなわち、(ウ)では、塩酸を10mLとマグネシウム0.24gがちょうど反応し、反応した結果約220mLの水素が発生したことを表しています
(エ)では塩酸を20mL以上加えても発生する水素の量は約220mLより増えていません。
すなわち、(エ)では、塩酸を20mLとマグネシウム0.24gがちょうど反応し、反応した結果約220mLの水素が発生したことを表しています

続く

たこ焼き

では、とりあえず、0.24gのマグネシウムとちょうど反応する1.0mol/Lの塩酸は何mLかを求める。0.24gのマグネシウムとは0.010molです。←分からなければ質問してください
マグネシウムの化学反応式の係数の関係より、
 ※化学反応式の係数は、反応する物質の物質量の比を表しますよね
1molのマグネシウムは2molの塩化水素と反応することがわかります。
今回用意されたマグネシウムは0.010molだから、0.020molの塩化水素と反応することがわかります。今回用意された塩酸は1.0mol/L、すなわちモル濃度の意味より、塩酸1Lには1.0molの塩化水素が溶けていることがわかります。では、0.020molの塩化水素を用意するには、
何mLの塩酸が必要ですか? 
  1000mL:1.0mol=◻️mL:0.020mol
        ◻️=20[mL]
すなわち、0.24gのマグネシウムとちょうど反応する塩酸の量は20mLだとわかる。
ということは、とりあえず、答えは(イ)か(エ)だとわかる。

(イ)と(エ)の違いは、発生する水素の量だから、発生する水素の量を求める。
マグネシウムの化学反応式より、1molのマグネシウムは2molの塩化水素と反応した結果、
1molの水素が発生することがわかる。
今回は、0.010molのマグネシウムと0.020molの塩化水素が反応するから、
0.010molの水素が発生することがわかる。
グラフの縦軸は物質量ではなく体積だから、後は0.010molの水素は何mLかを求めるだけ。
標準状態の気体は22.4L/molだから、0.010molの水素は
 22.4×0.010=0.224[L]=224mL ←分からなければ質問してください

以上より、0.24gのマグネシウムは1.0mol/Lの塩酸20mLとちょうど反応し、
反応した結果、水素は224mL発生することがわかる。

分からなければ質問してください

バニラ

分かりました!
忙しい中答えてくださり、ありがとうございます(_ _)

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