中和の問題

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2014年ラ・サール中学の問題です。


塩酸と水酸化ナトリウム水溶液を混ぜ合わせて、下の4つの水溶液A~Dを作り、実験1、2を行いました。
 A 塩酸100mLと水酸化ナトリウム水溶液100mLを混ぜた水溶液
 B 塩酸100mLと水酸化ナトリウム水溶液150mLを混ぜた水溶液
 C 塩酸100mLと水酸化ナトリウム水溶液200mLを混ぜた水溶液
 D 塩酸100mLと水酸化ナトリウム水溶液400mLを混ぜた水溶液

〔実験1〕水溶液A~Dに、ある1 金属を加えたところA、C、Dからは2 気体が発生したが、Bだけは気体が発生しなかった。

〔実験2〕新たに用意した水溶液A~Dを加熱して蒸発させたところ、Aでは6g、Bでは9g、Cでは( 3 )g、Dでは19gの固体が出てきた。

(1)下線部1の金属と2の気体の名前を書きなさい。

(2)水溶液A~Dにフェノールフタレイン液を加えたとき赤色に変化するものをA~Dよりすべて選びなさい。

(3)水酸化ナトリウム水溶液100mLに溶けている水酸化ナトリウムは何gですか。

(4)3に当てはまる数値を書きなさい。

(5)水溶液A200mLを中性にするためには、水溶液Dを何mL混ぜればよいですか。


【解説と解答】
(1)A、C、Dは気体が発生して、Bは発生しなかったということはBが中和をしていて、それ以外は塩酸、水酸化ナトリウム水溶液、どちらかが残ったということです。どちらも反応する金属は亜鉛、アルミニウムがあります。発生する気体はいずれも水素です。

【答え】 1 アルミニウム(亜鉛) 2 水素

(2)フェノールフタレインはアルカリ性に反応します。中和させた段階で、Aは水酸化ナトリウムが足りず、固体はすべて食塩。Bは過不足なく中和してすべてが食塩。CとDは水酸化ナトリウムが多く、食塩と水酸化ナトリウムがまざっています。ですからCとD。

【答え】CとD

(3)BとDの差からDの19gのうち9gが食塩、10gが水酸化ナトリウムとわかります。DはBに比べて250mL多いので、
10÷(250÷100)=4gになります。

【答え】 4g

(4)CはBに比べて50mL多いので、Cに含まれる水酸化ナトリウムはDの50÷250=$$\frac{1}{5}$$になるので、10×$$\frac{1}{5}$$=2g したがってCの重さは9+2=11gです。

【答え】 11g

(5)塩酸:水酸化ナトリウム水溶液=100:150=2:3ですから塩酸200mLには水酸化ナトリウム水溶液が200÷2×3=300mLが必要です。しかし、100mLしか入っていないので300-100=200mL加える必要があります。

【答え】200mL

「映像教材、これでわかる水溶液」(田中貴)

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