LastUpDate 2017/09/18
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化学変化と質量 解説

質量保存の法則
化学変化の前後で物質の質量の総和は変化しない。

化学変化の前後で物質の質量を全てはかれば、必ず同じになる。
ところが密閉していない容器で実験を行った場合、気体の質量が計れないので、
化学変化の前後で質量が変化する。
固体A + 気体B → 固体C + 固体D この場合 実験後の質量が重くなる。
固体A + 固体B → 固体C + 気体D この場合 実験後の質量は軽くなる
これをふまえてそれぞれの実験をみていくと
C+O2CO2炭素
(固体)
酸素
(気体)
二酸化炭素
(気体)

実験後はすべて二酸化炭素(気体)になるので実験前が重いA
Fe+SFeS固体 固体 固体
実験前も後も気体は関係していないのでC
2NaHCO3Na2CO3+CO2+H2O炭酸水素ナトリウム
(固体)
炭酸ナトリウム
(固体)
二酸化炭素
(気体)

(液体)

実験後に気体が発生するので実験前が重いA
2Mg+O22MgOマグネシウム
(固体)
酸素
(気体)
酸化マグネシウム
(固体)

空気中の酸素と結びつくので実験後が重いB
NaOH+HClNaCl+H2O水酸化ナトリウム
(固体)
 塩酸
(液体)
塩化ナトリウム
(固体)

(液体)

実験前も後も気体は関係していないのでC
2Ag2O4Ag+O2酸化銀
(固体)

(固体)
酸素
(気体)

実験後に気体が発生するので実験前が重いA

銅を酸化させる反応
2Cu+O22CuO銅(赤褐色) 酸素 酸化銅(黒色)

上記より(1)酸化銅 (2)黒色 (3)2Cu+O2→2CuO

(4)
0 5 10 10 5 (g) (g) 反応後の物質の質量
グラフでx,yがともに整数となっている点を
読み取ると(4,5)または(10,8)である。
つまり4gの銅を酸化してできる酸化銅は5gである。
5-4=1より、そのとき結びつく酸素は1gとなる。
銅24gを酸化させる酸素をxとすると
4:1=24:x
x=6 答6g

(5)
反応前20gで反応後22gとなっている。増えた2gは酸素である。
銅:酸素=4:1を用いて酸素2gと結びついた銅の質量を求める。
4:1=x:2
x=8
酸素2gと結びついた銅は8gである。
もともとあった銅は20gなので20-8=12
酸化せずに残っている銅は12gである。

マグネシウムを酸化させる反応
2Mg+O22MgOマグネシウム
(灰色)
酸素 酸化マグネシウム
(白色)

上記から
(1)①白色 ②酸化マグネシウム
(2)2Mg+O2→2MgO
表でマグネシウムと反応後の物質の比を求めると エ以外はすべて3:5となっている。
ここから(3)にある1回失敗した実験がエだと考えられる・・・(3)①
そしてマグネシウムと酸化マグネシウムの比は3:5とわかる。
マグネシウムをxとすると
3:5=x:7.5
x=4.5 (1)③4.5g
(3)エでは反応後の質量は4g増えている。マグネシウム:酸素=3:2の比をつかうと
3:2=x:4
x=6
つまり4gの酸素と結びつくマグネシウムは6gである。
エでは最初マグネシウムは15gあるので15-6=9
酸化せずに残ったマグネシウムは9gである。

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