2021年豊島岡の問題です。
クエン酸と重曹（炭酸水素ナトリウム）および水酸化カルシウムの３つの固体から２つを選んで【反応①】～【反応③】を行いました。それぞれの反応は過不足なく起こり，次に示すような量的な関係がわかりました。この結果をもとに，以下の問いに答えなさい。ただし，気体の体積を測定する場合は，同じ条件下で測定しているものとします。
【反応①】クエン酸と重曹の反応
クェン酸を水に加えてクェン酸水溶液をつくり，ここに重曹を加えました。
クエン酸 ＋ 重曹 → 気体Ａ ＋ クエン酸ナトリウム ＋ 水
10.5g 12.6g 6.6g
【反応②】水酸化カルシウムと重曹の反応
水酸化カルシウムを水に加え水酸化カルシウム水溶液をつくり，ここに重曹を加えました。
水酸化カルシウム ＋ 重曹 → 沈殿Ｂ ＋ 水 ＋ 炭酸ナトリウム
5.55g 12.6g 7.5g
【反応③】クエン酸と水酸化カルシウムの反応
クエン酸を水に加えてクェン酸水溶液をつくり，ここに水酸化カルシウムを加えました。
クエン酸 ＋ 水酸化カルシウム → 物質Ｘ ＋ 水
10.5g 5.55g
【気体Ａの性質】
気体Ａを石灰水に通じたところ石灰水は白くにごりました。気体Ａは冷やすとドライアイスになります。
気体Ａのみを250 mL集め重さを測ったところ, 0.44 gでした。また，22gの気体Ａを冷やしてドライアイスにしたところ体積は, 13.75 cm3でした。
【物質Ｘの性質】
物質Ｘは重曹とは反応しません。
（１）気体Ａの1Lあたりの重さは何ｇですか。四捨五入して小数第２位まで答えなさい。
（２）ドライアイスが気体になると，体積は何倍になりますか。四捨五入して整数で答えなさい。
（３）レモン汁の中にはクエン酸が含まれています。レモン汁の中で重曹と反応するのはクエン酸のみで，レモン汁15mLを十分な量の重曹と反応させ，発生した気体Ａを集めると275mLでした。レモン汁15mL中にあるクエン酸の重さは何ｇですか。四捨五入して小数第２位まで答えなさい。
（４）クエン酸12.6 gを水に加えてクエン酸水溶液をつくり，ここに水酸化カルシウム8.88 gを加えて十分に反応させました。この反応後の水溶液に，重曹10gを入れたとき，生じた気体Ａと沈殿Ｂの重さはそれぞれ何ｇですか。四捨五入して整数はで答えなさい。生じなかった場合には0を記入しなさい。
【解説と解答】
重曹は炭酸水素ナトリウム。クエン酸も重曹も家庭で使われていることもあるので、小学生には馴染みがある、ということで出題されたのでしょう。重曹もクエン酸も掃除に使ったりもします。本来小学校の教科書に出てこない物質も、こういう形で出題されるケースがあります。もちろん学校の出題傾向によるので、過去問をしっかり確認してください。
（1）気体Aは二酸化炭素です。気体Aの性質のところで、250mLで0.44gとありますから、1Lに換算します。0.44×（1000÷250）＝1.76g
（答え）1.76
（2）22gの二酸化炭素は22÷0.44×250＝12500mLですから、12500cm3なので、12500÷13.75＝909.0909
（答え）909
（3）気体A275mLは275÷250×0.44＝0.484gです。0.484：6.6＝レモン汁のクエン酸：10.5gですから、10.5×0.484÷6.6＝0.77gです。
（答え）0.77
（4）水酸化カルシウムを水に溶かすとアルカリ性ですから、クエン酸とまぜると中和します。物質Xはクエン酸カルシウムですが、これは重曹と反応しない、ということがわかっているので、中和が起こって何が残っているか、が問題になります。
クエン酸10.5gと水酸化カルシウム5.55gがちょうど中和するので、クエン酸12.6gとちょうど中和する水酸化カルシウムは5.55×（12.6÷10.5）=6.6g です。したがって水酸化カルシウムを8.8g入れてしまうと、クエン酸はなくなります。したがって残っているのは水酸化カルシウム2.2gです。
2.2：5.55＝できる沈殿B：7.5 B＝2.97gで整数で答えるので3です。
（答え）気体Ａ 0 沈殿Ｂ 3
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