気体の発生に関する問題

2014年灘中学の問題です。


いろいろな重さのアルミニウムをA~Dの試験管に入れ、それぞれに塩酸Xを次の表のように加えて、発声した気体のtが遺跡を調べました。
このとき、アルミニウムがすべて溶けた試験管と、アルミニウムが溶け残った試験管がありました。

問1 この実験で発生した気体の性質としてあてはまるものを後から選び、番号で答えなさい。
ア ものが燃えるのを助ける働きがある。
イ 空気よりも軽い気体である。
ウ 水に良く溶ける。
エ 燃料電池の燃料として用いられる。
オ 水を100℃に加熱して生じた気体に含まれる。

問2 A~Dのうち、アルミニウムが溶け残った試験管の記号をすべて書きなさい。

問3 A~Dで溶け残ったアルミニウムの重さの合計は何gですか。

問4 もし、A~Dの試験管に残った溶液を、溶け残ったアルミニウムとともにすべて1つのビーカーに入れたとすると、新たに発生する気体は何cm3になりますか。

問5 A~Dの試験管に残った溶液のみをそれぞれ蒸発皿に移し、おだやかに加熱して水をすべて蒸発させました。このとき、A~Dを、蒸発皿に残った固体の重さが大きいものから順に並べなさい。


(解説と解答)
問1 発生するのは水素ですから、水素の性質を選びます。
(答え)イ エ 

問2 
発生した気体の比は  A:B:C:D=4:9:8:3
加えた塩酸の比は   A:B:C:D=5:10:8:3
アルミニウムの比は  A:B:C:D=4:9:12:7

発生した気体とアルミニウムの比が一致しているのはAとB、塩酸の比と一致しているのはCとDです。

したがってAとBは塩酸が多く、両方とも溶けたと考えられ、CとDは塩酸が少なくアルミニウムが溶け残ったと考えられます。
(答え)CとD

問3
AとBからアルミニウム0.03gあたり40㎝3の水素が発生するので、Cで溶けたアルミニウムは320÷40×0.03=0.24g
Dで溶けたアルミニウムは120÷40×0.03=0.09gになります。
よって溶け残ったアルミニウムは0.36+0.21-0.09-0.24=0.24g
(答え)0.24g

問4
AとBでは塩酸が余っています。CとDから塩酸6cm3あたり、40㎝3の水素が発生するのでAは160÷40×6=24㎝3の塩酸を使い、
Bは360÷40×6=54cm3の塩酸を使いました。
したがって30+60-24-54=12㎝3の塩酸が余っています。
アルミニウムは0.24g残っているので全部反応すると0.24÷0.03÷40=320cm3
塩酸は12÷6×40=80cm3ですから新たに発生する水素は80cm3です。
(答え)80cm3

問5
溶液のみを蒸発させるので、アルミニウムは取り除かれ、塩化アルミニウムの重さが比較の対象になります。
Aではアルミニウムが0.12g分反応します。
Bではアルミニウムが0.27g分反応します。
Cではアルミニウム0.24g分が反応します。
Dではアルミニウム0.09g分が反応します。
よりB>C>A>D
(答え)B>C>A>D

「映像教材、これでわかる水溶液」(田中貴)
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