中学理科問題:水酸化ナトリウムに塩酸を

質問

中学理科の問題で、水酸化ナトリウム水溶液４０ｇにある濃度の塩酸を段階的に加える時の問題なのですが、まったくわかりません。どなたか助けてください。
加える塩酸の質量：実験1回目　５ｇ　残った固体の質量49.09ｇ　　２回目１０ｇ　残った固体49.18ｇ
３回目　１５ｇ　残った固体49.27ｇ　　４回目２０ｇ　残った固体49.36ｇ　　５回目２５ｇ　残った固体49.36（残った固体の質量は、蒸発皿の質量48.20ｇも含む）
設問１：1回目の実験の時、溶け残った水酸化ナトリウムは何ｇか？
設問２：４０ｇの水酸化ナトリウム水溶液に溶けていた水酸化ナトリウムの質量は？
設問３：固体の水酸化ナトリウム１ｇから、何ｇの塩化ナトリウムが得られるか？
設問４：水酸化ナトリウム水溶液４０ｇにこの塩酸ｘｇを加えたとき、残る固体の質量（蒸発皿は含まない）をｙｇとすると、ｘが0以上20以下のときは、ｙ＝ａｘ＋ｂの形式で表せる。この式は？

回答No.1

gohtraw · ベストアンサー

残った固体の質量から蒸発皿の質量を差し引くと
一回目：０．８９ｇ
二回目：０．９８ｇ
三回目：１．０７ｇ
四回目：１．１６ｇ
五回目：１．１６ｇ
となっています。注目すべきは四回目と五回目で数値が同じことです。これは、すでに全ての水酸化ナトリウムが中和されていることを示します。過剰に塩酸を加えてもあとで蒸発させるときに塩酸は飛んで行ってしまいますから。従ってこの１．１６ｇは中和でできた塩化ナトリウムです。

一方、一回目から四回目を見ると、数値が０．０９ｇずつ増えています。これは、元あった水酸化ナトリウムの一部が塩化ナトリウムになったために質量が増えています。設問２で知りたいのはゼロ回目の固体の量ですから、一回目よりも０．０９ｇ少ない量、つまり０．８０ｇが元あった水酸化ナトリウムの量です。

以上より、０．８０ｇの水酸化ナトリウムから１．１６ｇの塩化ナトリウムが生成することが判ります。水酸化ナトリウムが１ｇであれば、生成する塩化ナトリウムは１．１６／０．８０＝１．４５ｇです。

一回目の実験で消費（中和）された水酸化ナトリウムをｚグラムとすると、それにより生成する塩化ナトリウムは１．４５ｚグラムです。ｚグラム減、１．４５ｚグラム増で差し引き０．４５ｚグラムの増加になるはずで、これが０．０９ｇの増加と等しいので、
０．４５ｚ＝０．０９
ｚ＝０．２
従って一回目の実験後に残っている水酸化ナトリウムは
０．８０－０．２０＝０．６０ｇ
です。

加えた塩酸の量と、固体の量を表にすると
塩酸の量（ｇ）　　　固体の量（ｇ）
　　　０　　　　　　　０．８０
　　　５　　　　　　　０．８９
　　１０　　　　　　　０．９８
　　１５　　　　　　　１．０７
　　２０　　　　　　　１．１６
です。問題文中のｂはｘ＝０（塩酸の量がゼロ）のときのｙ（固体の量）の値ですから上の表の０．８０のことです。またａは（固体量の増加）÷（塩酸量の増加）で求められます。設問４については塩酸量を横軸、固体量を縦軸にとってグラフ化すると判りやすいと思います。