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水溶液に関する問題

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2018年女子学院の問題です。

J子さんは、重そうの粉とクエン酸の粉入浴剤と同じ反応が起こると聞いた。そこで、2つの粉を混ぜたものを水に入れてよくかき混ぜた。すると、入浴剤と同じように盛んに泡が出た。また、容器をさわると少し冷たく感じた。J子さんは、気体が逃げるとその分重さが減ると考えた。
J子さんは、重そう2gといろいろな重さのクエン酸の粉を混ぜておき、それをビーカーに入れた40gの水に加えてかき混ぜ、反応前と反応後の重さと温度の変化を調べた。反応後にはすべての粉が溶けていた。グラフ1とグラフ2はその結果である。

(1)ここで発生した気体は石灰石にうすい塩酸を加えたときに発生する気体と同じである。
 1 この気体の名前を書きなさい。
 2 次のア~カの文の中で、この気体について書かれたものを選びなさい。
  ア 水素より重いが、酸素や窒素より軽い。 
 イ 空気中には約0.4%存在する。
  ウ 都市ガスや炭を燃やしたときにできる。 
エ 酸性雨の原因の一つである。
  オ 水でぬらした青色リトマス紙を赤く変える。
  カ 炭酸水から出てくる気体と同じであり、冷やしたときの方があたためたときよりよく出てくる。
(2)グラフ1から読み取れることを次のア~オから選びなさい。
  ア 水平になっているところでは、気体は発生していない。
  イ 水平になるまでは、逃げた気体の重さはクエン酸の重さに比例している。
  ウ 水平になっているところでは、反応が終わるまでの時間はすべて等しい。
  エ 加熱すると反応はもっとはやく進む。
  オ 発生した気体は水にあまり溶けない。
(3)グラフ1とグラフ2から考えて、重そうの粉とクエン酸の粉それぞれを水に溶かしたとき、冷たくなる場合はA、あたたかくなる場合はB、温度が変わらない場合はCを○で囲みなさい。また、それはグラフのどの部分からわかることか、グラフの横軸の値を表した次のア~エから選びなさい。
    ア 0    イ 0~1.5    ウ 1.5    エ1.5~3.5
(4)40gの水に次の1,2を溶かしたとき、水の温度はもとの温度から何℃変化すると考えられるか。下の表を使って計算し、答えは、四捨五入して小数第一位まで求めなさい。ただし、溶けたときに出入りする熱はすべて水の温度の変化に使われるものとする。
 1 重そう1g    2 クエン酸2g

(5)重そうを1g 水を20gに変えて同様に実験を行った。

 1 クエン酸の重さと逃げた気体の違さの関係を表すグラフは、どのような形になると考えられるか。解答欄にかき入れなさい。
   点線は重そう2g、水40gのときのグラフである。

 2 クエン酸の重さと下がった温度の関係を表すグラフは、グラフ2と同じように途中からグラフの傾きが変化した。
  前半の直線の傾き、後半の直線の傾きは、グラフ2と比べてどうなるか、ア~ウからそれぞれ選びなさい。
    ア 小さくなる(ゆるやかになる)     
    イ 変わらない     
    ウ 大きくなる(急になる)
2
 
(1)重そう、クエン酸をそれぞれ水に溶かし、紫キャベツ液を加えると、重そうの水溶液は緑色、クエン酸の水溶液は赤色になった。
 紫キャベツ液を加えたときの色がそれぞれの水溶液と同じになるものを次のア~オから選びなさい。
  ア アンモニア水  イ うすい塩酸  ウ 食塩水   エ 食酢  オ 水酸化ナトリウム水溶液

(2)すべての酸性の水溶液にあてはまる性質を次のア~エから選びなさい。
   ア 青色リトマス紙を赤色に変える。          
   イ 気体が溶けた水溶液である。
   ウ アルミニウムを加えると気体が発生する。      
   エ 鉄や銅の表面にできたさびを溶かす。

(3)酸性やアルカリ性によって色が変わっている現象を次のア~オから選びなさい。
   ア 砂糖水を加熱し続けると茶色くなった。        
   イ 紅茶にレモンを入れると、色がうすくなった。
   ウ 赤じそを加えて梅干しを作るとあざやかな赤色になった。  
   エ 石灰水に二酸化炭素を通すと白く濁った。
   オ 紙に紫色のペンで書いたところが水でぬれて、ピンク色と青色に分かれた。

【解説と解答】
1
(1)発生する気体は二酸化炭素です。二酸化炭素の性質はウ、オ。
(答え) 1 二酸化炭素  2 ウ,オ 
(2) 平行になるまで、クエン酸の重さと逃げた気体の重さは比例します。
(答え)イ 
(3) 重そうだけのときはクエン酸が0gのときで温度が下がっています。
重そうはクエン酸が1.5gのところでなくなっているので、その後はクエン酸だけの反応となりやはり温度は下がっています。
(答え)重そう A・ア  クエン酸 A・エ
(4) 重そう2gのとき、0.8℃なので、重そう1gのときは0.4℃。クエン酸2gは0.8÷1.5×2=1.1℃。
(答え)1  0.4  2 1.1
(5)
 1 重曹も水も半分なので下がる温度は半分になります。
(答え)

 2 重そうが少ないが、クエン酸は変わらないので傾きは大きくなります。
(答え)前半 ウ  後半 ウ

(1)重そうはアルカリ性、クエン酸は酸性です。
(答え)重そう ア クエン酸イ 
(2)酸性の性質ですからア。
(答え)ア 
(3)酸性、アルカリ性の反応はイとウ。レモンは酸性。紫蘇は酸性、アルカリ性で色が変わります。
(答え)イウ


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中和に関する問題

2018年フェリス女学院の問題です。

1 うすい塩酸とうすい水酸化ナトリウム水よう液を、次のア~エのように試験管に入れ ました。試験管は3本ずつ用意しました。
  ア 塩酸を5mL
  イ 塩酸4mLと水酸化ナトリウム水よう液1mLを混ぜたもの
  ウ 塩酸2.5mLと水酸化ナトリウム水よう液2.5mLを混ぜたもの
  エ 水酸化ナトリウム水よう液を5mL
これらの水よう液にアルミニウムの小さい板、鉄の小さい板、石灰石の小さいかたまりを入れて、試験管内の様子を観察しました。表はその結果です。

20180331t001

【結果】
カ:何も起きなかった   
キ:気体が出て、固体がとけた
ク:気体は出なかったが、固体はとけた

1 表の実験結果について、次の問いに答えなさい。
 (1)鉄を入れた実験の①~④で観察されることとして正しいものを、結果カ~クから選びなさい。
 (2)アルミニウムを水よう液ウに入れた結果がカになった理由を説明しなさい。
2 アルミニウムを水よう液ア~エに入れた後、約10分たってから、試験管内の水よう液を2mLずつ取り、蒸発皿に入れてガスバーナーであたためました。しばらくすると水分が蒸発し、どの水よう液からも固体が出てきました。
(1)水よう液イから出てきた固体には2種類がふくまれています。それぞれどのようにしてできたものですか。説明しなさい。
(2)ガスバーナーの炎の大きさを変えるときには、ガスの量を調節します。ガスの量を調節するときに回すねじは、図サとシのどちらですか。
(3)ガスバーナーの火を消す時には、図のサとシのどちらねじを先に閉めますか。

20180330t002

3 石灰石を入れたときに出た気体を調べたところ、二酸化炭素だとわかりました。

二酸化炭素であることを確かめる実験を2つ考え、どのような実験結果が観察されるか、それぞれ答えなさい。ただし、気体検知管は使わないことにします。

【解説と解答】

(1)実験の結果から水溶液ウは完全に中和しています。したがって、塩酸:水酸化ナトリウム水溶液を1:1で混ぜ合わせると、完全中和します。したがってアとイは塩酸が残り、ウは食塩水、エは水酸化ナトリウム水溶液ですから、アとイが固体が溶けてウとエは何も変化がありません。
(答え) ① キ ② キ ③ カ ④ カ
(2)水溶液ウは完全中和しました。
(答え) 塩酸と水酸化ナトリウム水溶液が完全中和したから。

(1)イは塩酸が残っていたので、そこにアルミニウムを入れると塩化アルミニウムが残ります。
(答え) 塩酸と水酸化ナトリウム水溶液が中和してできたもの。
   塩酸とアルミニウムが反応してできたもの。
(2) ガスの元栓はシ。
(答え)シ
(3) まず空気を遮断します。
(答え)サ
3 二酸化炭素は石灰水に通すと白くにごります。また光合成に使われることから、比較実験をすることもできるでしょう。
(答え)石灰水に通すと白くにごる。
気体を通した水とふつうの水に水草を入れ,光合成量を比べる。


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水溶液に関する問題

フリーダム進学教室 春期講習のお知らせ

2018年浅野中学の問題です。

次の文章を読んで、後の問いに答えなさい。
塩化水素を水に溶かして、[表1]の水溶液A~Eをつくりました。水溶液CとEの濃度は水溶液Bと同じでした。また、つくった水溶液の温度はすべて20℃でした。
ただし、塩化水素を水に溶かしても、水溶液の体積は変化しないものとします。

20180315t001

(1)水溶液AにBTB溶液を加えると、何色になりますか。次のア~オの中から1つ選び、記号で答えなさい。
ア 赤  イ 青  ウ 黄  エ 緑  オ 無

(2)[表1]のX、Yにあてはまる数値をそれぞれ答えなさい。
 水酸化ナトリウム(固体)を水に溶かすと熱が発生します。[表2]は水酸化ナトリウムを20℃の水に溶かしてつくった水溶液F~Jの温度を表しています。
 ただし、水酸化ナトリウムを水に溶かしても、水溶液の体積は変化しないものとします。また、発生した熱は水溶液の温度を上げるのにすべて使われ、水溶液1mLの温度を1℃上げるのに必要な熱の量は常に一定とします。

20180315t002

(3)水溶液Fにフェノールフタレイン溶液を加えると、何色になりますか。次のア~オの中から1つ選び、記号で答えなさい。
ア 赤  イ 青  ウ 黄  エ 緑  オ 無

(4)[表2]のZにあてはまる数値を答えなさい。
 水溶液中で塩化水素と水酸化ナトリウムが反応すると熱が発生します。水溶液Aに水酸化ナトリウム1.78gを溶かしたところ、水溶液は中性になり、温度は30.6℃になりました。次に、その水溶液を加熱して、水を完全に蒸発させると、白い固体が2.6g残りました。
 ただし、水溶液中で塩化水素と水酸化ナトリウムが反応しても、水溶液の体積は変化しないものとします。また、発生する熱の量は、反応した水酸化ナトリウムの重さに比例します。発生した熱は水溶液の温度を上げるのにすべて使われ、水溶液lmLの温度を1℃上げるのに必要な熱の量は常に一定とします。

(5)水溶液BにBTB溶液を加えた後、水溶液Hを混ぜました。混ぜた後の水溶液は何色になりますか。次のア~オの中から1つ選び、記号で答えなさい。
ア 赤  イ 青  ウ 黄  エ 緑  オ 無

(6)水溶液CとEにフェノールフタレイン溶液を加えた後、それぞれに水酸化ナトリウム8gを溶かしたとします。溶かしたときに見られる色の変化としてもっとも適切なものを次のア~エの中から1つ選び、記号で答えなさい。
ア Cだけ色が変化する。
イ Eだけ色が変化する。
ウ CとEの両方とも色が変化する。
エ CとEの両方とも色は変化しない。

(7)水溶液Dに水酸化ナトリウムを何g溶かすと、水溶液は中性になりますか。

(8)(7)で水溶液が中性になったとき、水溶液の温度は何℃になりますか。

(9)水溶液EとJを混ぜました。次に、その水溶液を加熱して、水を完全に蒸発させると、白い固体は何g残りますか。答えの数値が割り切れない場合は、小数第2位を四捨五入して、小数第1位まで求めなさい。

 
【解説と解答】
(1)塩酸ですから、黄色になります。
(答え)ウ
(2)塩化水素と水の比が2:100ですから、CのXは200、Yは6になります。
(答え)X 200 Y 6
(3)アルカリ性ですから、赤になります。
(答え)ア
(4)水溶液の温度がG,Iと同じですから、1:5になるので300
(答え)300
(5)塩化水素1L 水100mL 水酸化ナトリウム1.78gで中和し、温度が30.6度、塩化ナトリウムが2.6g残ります。
Bだと水酸化ナトリウムが3.56g必要ですが4g入っているのでアルカリ性。
(答え)イ
(6)Cは塩化水素4L Eは6Lですから、中和に必要な水酸化ナトリウムはCが7.12g、Eが10.68gです。8gですから、Cはアルカリ性、Eは酸性になるので、ア。
(答え)ア
(7)Dは5Lの塩化水素ですから1.78×5=8.9g
(答え)8.9
(8)塩化水素1Lの中和で生まれる熱が100×(30.6-20)=1060cal
ですからその5倍で5300cal Dの体積は200mLなので温度は26.5℃上昇するので、20+26.5=46.5℃
(答え)46.5
(9)EとJだと完全に中和するのに、水酸化ナトリウムが1.78×6=10.68g必要ですが、6gしかないので、
2.6×6÷10.68×6=8,764…より8.8g
(答え)8.8


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