中和に関する問題

2019年浦和明の星の問題です。

塩化水素という気体を水に溶かした溶液は塩酸といい,酸性の溶液です。水酸化ナトリウムという固体を水に溶かした溶液は水酸化ナトリウム水溶液といい,アルカリ性の溶液です。酸性の溶液とアルカリ性の溶液をまぜ合わせると,おたがいの性質をうち消し合います。このことを中和といいます。ちょうど中和した溶液にBTB溶液を加えると緑色になります。ある濃さの塩酸(溶液A)とうすい水酸化ナトリウム水溶液(溶液B)をまぜ合わせ,ちょうど中和するときの体積の関係をまとめました(図1)。これに関する各問いに答えなさい。


図1溶液Aと溶液Bをまぜ合わせ,ちょうど中和するときの体積の関係

問1 溶液A10cm3と溶液B10cm3をまぜ合わせた溶液をちょうど中和させるためには,溶液Aと溶液Bのどちらを何cm3加えればよいですか。小数第二位を四捨五入して,小数第一位まで答えなさい。

問2 溶液A30cm3と溶液B25cm3をまぜ合わせた溶液を,じゅうぶんに加熱して水を蒸発させました。蒸発せずに残るものは何ですか。考えられるものをすべて答えなさい。

問3 溶液A30cm3に水15cm3を加えた溶液をつくりました。この濃さの塩酸を溶液Cとします。
   次の(a)~(d)に答えなさい。
(a)溶液Bと溶液Cをまぜ合わせ,ちょうど中和するときの体積の関係はどのようになりますか。定規を使わずにかきなさい。ただし,溶液Bの体積を横軸,溶液Cの体積をたて軸とします。

(b)溶液A24cm3と溶液C14cm3をまぜ合わせた溶液をちょうど中和させるためには,溶液Bを何cm3加えればよいですか。
(c)表1の組合せで溶液Bと溶液Cをまぜ合わせました。溶液①~溶液⑨に,BTB溶液を加えると,溶液の色はどのようになりますか。もっとも適当な組合せのものを選び,ア~クで答えなさい。

(d)表1の溶液①~溶液③に,アルミニウム片や鉄片を入れたところ,気体が発生したものがありました。もっとも適当な組合せのものを選び,ア~クで答えなさい。

【解説と解答】

問1 グラフからA;B=4:3です。したがってB=10cm3に対してAは13.33cm3必要ですから、Aを3.3cm3足せばよいことになります。
(答え)A・3.3
問2 A:B=4:3ですから、Bが余ります。したがって食塩と水酸化ナトリウムが出てきます。
(答え)水酸化ナトリウム,塩化ナトリウム(食塩)
問3
(a)CにはAが3分の2含まれますから、Aが4必要な時Cは6必要になります。したがってC:B=6:3=2:1になります。
(答え)

 
(b)A24cm3にはBが18cm3、C14cm3にはBが7cm3必要ですから合計25cm3です。
(答え)25 
(c)B:C=1:2ですから、①は塩酸が多く、②が中和、③が水酸化ナトリウム水溶液が多くなります。したがって酸性、中性、アルカリ性ですから黄色、緑、青でキ。
(答え)キ 
(d)①と③がアルミニウム、①が鉄ということになります。①は両方、③はアルミニウムに反応し②はともに反応しません。
(答え)オ

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