2015年海城中学の問題です。
次の文章を読んで、以下の各問いに答えなさい。
コーラなどの炭酸飲料は、みなさんも飲んだことがあるのではないでしょうか。炭酸飲料は、炭酸水に砂糖や着色料を加えてつくります。炭酸水は、水に二酸化炭素が溶けたものです。
最近、炭酸水を自宅で簡単につくれる機械が売られています。この機械では、専用の容器に水を入れ、ボンベから二酸化炭素を勢いよく噴射させ、容器内を二酸化炭素で満たすことで炭酸水をつくることができます。このとき、二酸化炭素の噴射時間を調整すると、微炭酸水や発泡が多い炭酸水をつくることができます。
以前、1ある固体とペットボトル容器を使い、炭酸水をつくる実験がよく行われましたが、2事故が多数あったため、今ではあまりこの実験は行われなくなりました0
問1 下線部1の固体とは何ですか。
問2 炭酸水の性質を調べるために、リトマス紙を便いました。何色リトマス紙が何色に変化しますか。色を答え、解答欄の文章を完成させなさい。
問3 炭酸水に、ある水溶液を加えると白くにごりました。加えた水溶液と、白い物質の名称をそれぞれ答えなさい。
問4 下線部2について、どのような事故で、原因は何でしょうか。それぞれ簡単に答えなさい。
問5 表は、容器内の二酸化炭素の圧力と水温を変えたとき、水1Lに二酸化炭素が最大何g溶けるのかを表したものです。下の（1）～（3）に答えなさい。必要であれば四捨五入して、小数第1位まで答えなさい。
（1）20℃の水2.5Lに二酸化炭素を噴射させ容器内を3気圧にしたとき、何gの二酸化炭素が溶けますか。
（2）60℃の水3Lに二酸化炭素を噴射させ容器内を3気圧にしました。この炭酸水を20℃まで冷却し、二酸化炭素を噴射させ容器内を5気圧にすると、さらに何gの二酸化炭素が溶けますか。
（3）20℃の水4Lに二酸化炭素を噴射させ容器内をある圧力にすると、23.8gの二酸化炭素が溶けていました。60℃に温度を上げ、溶けている二酸化炭素を23.8gに保つためには、容器内の圧力を20℃のときの何倍にしなければならないですか。
【解説と解答】
問1 固体とペットボトルだけなので、二酸化炭素が固体化したもの、つまりドライアイスです。
（答え）ドライアイス
問2 炭酸水は酸性ですから、青いリトマス紙が赤くなります。
（答え）青、赤
問3 白くにごるのは炭酸カルシウムが出たからです。まぜるのは石灰水。
（答え）石灰水 炭酸カルシウム
問4 ドライアイスがとけると二酸化炭素が出るので、それがたまるとペットボトルが爆発してしまいます。
（答え）（事故）ペットボトルが爆発する。 （原因）ドライアイスが気化するときに体積が大きく変化するから。
問5
(1)表から3気圧は1Lあたり5.1gであることがわかります。
5.1×2.5＝12.75ですから12.8gです。
（答え）12.8g
(2)60℃でｈ3Lだと2.1g×3＝6.3gとけています。一方20℃5気圧だと1Lあたり8.5g溶けるので3Lでは25.5gになりますから、25.5－6.3＝19.2g溶けます。
（答え）19.2g
(3)23.8÷4＝5.95gですから、20℃なので5.95÷1.7＝3.5気圧であることがわかります。
一方1Lあたり、5.95gを保つには、5.95÷0.7＝8.5気圧にしないといけないので、
8.5÷3.5＝2.42･･･から2.4倍です。
（答え）2.4倍
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