Chemistry
高中
已解決

化学の初歩的な計算問題です。
解答と解説をお願いします🙇‍♂️

【4】(1)~(4)に答えなさい。計算結果は有効数字2桁(3桁目を四捨五入)で答えなさい。 (1) 標準状態で2.8 L のメタンに含まれる水素原子の数はいくつか。 (2) 標準状態で5.6 L のエタンの質量は何g か。 (3) 標準状態で、ある気体5.61. の質量は 7.0g であった。この気体の分子量はいくらか。 (4) 22.0g のプロパンが完全燃焼したとき、生成する二酸化炭素の体積は標準状態で何L か。 モ
【5】 濃度に関する(1)~(5) に答えなさい。なお、水の密度は 1.0g/cm° とし、計算結果は有効数字2桁(3桁 目を四捨五入)で答え、単位も含めて書きなさい。 (1)塩化ナトリウム 11.7 g を水に溶かして 500 mlL にした。この水溶液のモル濃度を求めよ。 (2) 0.50 mol/L 水酸化ナトリウム水溶液 200 mL には NaOH が何g 含まれるか。 (3) 3.0 mol/L 塩酸 300 mL を水でうすめて 500 mL にした。この溶液のモル濃度を求めよ。 (4)シュウ酸二水和物 (C0OH)。 . 2H:0 を水に 2.52 g 溶かして 800 mL と した。 この溶液のモル濃度を 求めよ。 (5) 40% 硫酸水溶溶液(密度 1.30 g/cm") 100 mL 中にHSO, は何g含まれるか。
【6】 濃度がわからないアンモニア水溶液 50.0 mL を 2.0×103 mol/L 硫酸水溶液で滴定したところ、 完全に 中和するのに 15.0 mL を要した。 (1)~(5)に答えなさい。 計算結果は有効数字2桁(3桁目を四捨五入)で 答えなさい。 (1) 中和の化学反応式を書きなさい。 (2)(1) の反応において、 1 mol の H,SO, は 何mol の NHs と反応するか。 (3) アンモニア水溶液中の NHsの濃度を x mol/L とすると、この水溶液 10 mL 中に含まれる Nis の物質量 は何 mol か。x を含む式で表しなさい。 (4)中和に要した 2.0×103 mol/L 硫酸水溶液 15.0 mL. 中の H.SO(の物質量は何 mol か。 (5) アンモニア水溶液中の NHa の濃度 (mol/L) はいくらか。

解答

✨ 最佳解答 ✨

時間的にすべて教えられるかはわかりませんが、明日で良ければ教えましょうか?

るぅ。

返信遅くなりすみません!
よろしければお願いしたいです🙇‍♂️

たこ焼き

すいません。なかなか時間が作れないかもしれません。
いつまでに教えてほしいとかありますか?

るぅ。

1月の上旬までにお願いしたいです🙇‍♂️

たこ焼き

◻️4
(1)標準状態の体積と個数の関係を聞かれている。
 体積からいきなり個数に変換するのは無理だから、
 まず、標準状態での体積から物質量に変換し、その後、物質量から個数に変換します
 ポイントは、とりあえず与えられた情報を物質量に変換してから考える、です。
  【標準状態で2.8Lのメタンは何molか求める】  
   答えは、2.8/22.4=0.125molです。分からなければ下を見てください
   標準状態での体積[L]と物質量の関係について聞かれているから、標準状態の
   気体は種類によらず22.4L/molであったことを思い付く。 
   すなわち、標準状態の気体1molは22.4Lの体積を占めるということ
   では、2.8Lは何mol?
     1mol:22.4L=◻️mol:2.8L
     22.4×◻️=2.8
       ◻️=2.8/22.4=0.125[mol]
   よって、標準状態で2.8Lのメタンは0.125molだとわかる。

  【メタン0.125molには水素原子は何個あるか求める】
   メタンCH₄1molには、水素原子は4mol含まれていますよね。
   ということは、メタン0.125molには水素原子は0.125×4=0.500mol
   含まれていますよね。
   後は水素原子0.500molには水素原子が何個含まれるか求めるだけ。
   答えは、0.500×6.0×10²³=3.0×10²³個になります。分からなければ下を見てください
    個数と物質量[mol]について聞かれているから、
    アボガドロ定数6.0×10²³/molを思い付く
    アボガドロ定数より1molに含まれる原子の数が6.0×10²³個であるから、
    0.500molの水素原子に含まれる水素原子の数は
       1mol:6.0×10²³個=0.500mol:◻️個より、
        6.0×10²³×0.500=◻️
         ◻️=3.0×10²³
 以上より、標準状態で2.8Lのメタンに含まれる水素原子の数は、3.0×10²³個である。

続く

たこ焼き

(2)標準状態の体積と質量の関係を聞かれている。
 体積からいきなり物質量に変換するのは無理だから、
 まず、標準状態での体積から物質量に変換し、その後、物質量から質量に変換します
 ポイントは、とりあえず与えられた情報を物質量に変換してから考える、です。

 【標準状態で5.6Lのエタンは何molか求める】  
  答えは、5.6/22.4=0.25molです。分からなければ下を見てください
  これも、標準状態での体積[L]と物質量の関係について聞かれているから、標準状態の
  気体は種類によらず22.4L/mol(書かれているはず)であったことを思い付く。 
  すなわち、標準状態の気体1molは22.4Lの体積を占めるということ
   では、5.6Lは何mol?
     1mol:22.4L=◻️mol:5.6L
     22.4×◻️=5.6
       ◻️=5.6/22.4=0.25[mol]
   よって、標準状態で5.6Lのエタンは0.25molだとわかる。

  【0.25molのエタンは何gか求める】
   答えは、0.25×30=7.5gです。分からなければ下を見てください
   これも、質量と物質量について聞かれているから、モル質量を思い付く
   エタンの分子量は30だから、エタンのモル質量は30g/mol
   すなわち、エタン1molの質量は30g。では、エタン0.25molは何gか?
     1mol:30[g]=0.25mol:◻️[g]
   30×0.25=◻️
       ◻️=7.5[g]
  以上より、標準状態で5.6Lのエタンは7.5[g]になる

続く

たこ焼き

(3)標準状態で5.6Lの気体の質量は7.0gであった。この気体の分子量は?
 分子量を求めるにはモル質量(1molあたりの質量)を求めればよい。
 ※モル質量から単位をのけると、分子量になりますよね

モル質量を求める、ということは1molあたりの質量を求める、ということ。
問題文より、今回の気体は標準状態では5.6Lの質量は7.0gである。
で、標準状態の気体は1molあたり22.4Lである。
ということは、今回の気体の1molあたりの質量、すなわち、今回の気体の22.4Lあたりの質量は、
5.6Lの質量は7.0gであるから、 
 5.6L:7.0g=22.4L:◻️g 
  7.0×22.4=5.6×◻️
     ◻️=7.0×22.4÷5.6
       =28
すなわち、今回の気体のモル質量は28g/mol
すなわち、今回の気体の分子量は28

(4)プロパンの完全燃焼の式は書けますか?
 分からなければプロパン22.0gは何molかわかりますか?

続く

たこ焼き

◻️5
基礎事項
モル濃度とは
 溶液1Lあたりに含まれる溶質の物質量を表すもの

今回は溶液500mLに11.7gの溶質(塩化ナトリウム)が溶けている。
 すなわち、溶液1L(1000mL)あたりに含まれる溶質の質量は、
  500mL:11.7g=1000mL:◻️g
      ◻️=23.4
 すなわち、溶液1000mLあたりに含まれる溶質(今回は塩化ナトリウム)の質量は23.4g。
 モル濃度とは溶液1Lあたりに含まれる溶質の物質量だから、
 後は塩化ナトリウム23.4gが何molか求めるだけ
 塩化ナトリウムのモル質量は58.5g/molだから、塩化ナトリウム23.4gは、
   1mol:58.5g=◻️mol:23.4g ◻️=23.4/58.5=0.40mol
 よって、答えは0.40mol/L

別に、
溶液500mLに11.7gの塩化ナトリウムが溶けている。すなわち、
溶液500mLに11.7/58.5=0.20molの塩化ナトリウムが溶けているから、
溶液1L(1000mL)には、
 500mL:0.20mol=1000mL:◻️mol
◻️=0.20×1000÷500=0.40molの塩化ナトリウムが溶けているから、
答えは0.40mol/Lでも良いですよ

続く

たこ焼き

(2)0.50mol/Lの水酸化ナトリウム水溶液とは、言葉の意味より、
 水酸化ナトリウム水溶液1Lあたり0.50molの水酸化ナトリウムが溶けている溶液、
 ですよね?
 では、水酸化ナトリウム水溶液200mLには何molの水酸化ナトリウムが溶けていますか?
  1000mL:0.50mol=200mL:◻️mol
       ◻️=0.10mol

これ(水酸化ナトリウム0.10mol)は、何gですか?
水酸化ナトリウムのモル質量は40g/molだから、水酸化ナトリウム0.10molは、
   1mol:40g=0.10mol:◻️g ◻️=40×0.10=4.0g
 よって、答えは4.0g

続く

たこ焼き

(3)
【やり方1】 順番に考えていく
水を加える前の塩酸のモル濃度が3.0mol/Lということは、
水を加える前の塩酸は、塩酸1L(=1000mL)あたりに塩化水素は3.0mol含まれているということ。
これを300mL使うのですよね?
1000mLに塩化水素は3.0mol含まれているから、300mLには、
 1000mL:3.0mol=300mL:◻️mol
     ◻️=0.90[mol]の塩化水素が含まれていることになります。
すなわち、今回は0.90[mol]の塩化水素が含まれている塩酸300mLに水を加えて500mLにします。
ということは、どうなりますか?
塩酸の量は500mLになり、塩化水素の量は0.90[mol]のまま変わりませんよね?
 ※水を加えただけだから、塩化水素の量は変わりませんよね?
 ※また、水を加えて全体を500mLにしているから、塩酸の量は500mLですよね。
すなわち、塩化水素が0.90[mol]含まれている塩酸が500mLできますよね?
聞かれているのはこのモル濃度、すなわち、塩酸1L(=1000mL)あたりに含まれる塩化水素の物質量だから、
 500mL:0.90[mol]=1000mL:◻️mol
        ◻️=1.8
よって答えは1.8mol/L

【やり方2】希釈の問題だと考える
今回は塩酸300mLに水を加えて500mLにしているから、濃度は500/300倍希釈される。
 ※濃度が500/300倍に薄まるということ。
ということで、濃度は3.0÷500/300=1.8mol/L

分からなければ質問してください

るぅ。

一つ一つ丁寧にやって頂いて本当にありがとうございます😭

たこ焼き

いいえ。続きも1月上旬までに時間ができしだい答えていきますね。

たこ焼き

(4)
シュウ酸水溶液のモル濃度を求めないといけないということは、
溶液(今回はシュウ酸水溶液)1Lあたりに溶けている溶質(今回はシュウ酸)の物質量の割合
を求めないといけない。
今回は溶液800mLにシュウ酸2水和物は2.52g溶けているから、  
   ⬇️×1.25             ⬇️×1.25
溶液1L(=1000mL)あたりに溶けているシュウ酸2水和物は2.52×1.25=3.15gということになる。

今回は知りたいのは水溶液1000mLに溶けているシュウ酸2水和物の質量ではなく
水溶液1000mLに溶けているシュウ酸の質量だから、水和物がじゃまである。

シュウ酸2水和物1molとは、シュウ酸1molに2molの水が結合している、ということ。ということは、シュウ酸2水和物1molの質量は、
 シュウ酸1molの質量+水2molの質量=90+2×18=126g
すなわち、シュウ酸2水和物126gにはシュウ酸は90g含まれています。
ということは、シュウ酸2水和物3.15gには何gのシュウ酸が含まれていますか?
  126g:90g=3.15g:◻️g
     ◻️=2.25

 以上より、今回のシュウ酸水溶液には、
 水溶液1Lにシュウ酸が2.25g溶けていることがわかった。
後は、シュウ酸2.25gをモルに直すだけ。
シュウ酸のモル質量は90g/mol、すなわち、シュウ酸1molは90gだから、
シュウ酸2.25gは、1mol:90g=◻️mol:2.25g
            ◻️=0.025
よって答えは0.025mol/L

分からなければ質問してください

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