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化学反応式など3連発(中高レベル)
- マークシート試験の過去問において、化学反応式に関する問題が三つあります。問題の内容や解答方法について質問しています。
- 問題1では、一酸化炭素と酸素の反応についての問題であり、酸素の燃え残りの量を求めることが求められています。解答についての疑問があります。
- 問題2では、鉄黄鉱と酸素の反応についての問題であり、酸素の必要量を求めることが求められています。問題文に記載されている反応式の組み立て方についてアドバイスを求めています。
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それでOKです。私はヒントしか出していません。 ご自分で解かれたのです。お疲れ様でした。 残量がある問題ではこのように「増減表」を書くとわかりやすくなります。 そのときに、既に分かっている量→反応量→計算で求まる量とするとよいでしょう。 また、「求めよ」とされた量をxとする、という方程式の定石も使えます。 なお、この「増減表」という言葉は私がかってにそう呼んでいるだけのものですので、一般には通じません。
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- windwald
- ベストアンサー率29% (610/2083)
>(1) > 2CO + O2 → 2CO2 >初め 1L x 0 >反応 >――――――――――――― >残り 0 A 1.5L >イ O2の残りは求める解答であり、Aと置きます >ロ COの残りは残っていないとし0とします >ハ CO2の残りは問題本文より1.5Lとします 「ハ」がダメです。問題本文にはどこにもそんなことは書いてありません。 残った気体が1.5L(つまり酸素と二酸化炭素あわせて1.5L)なのであり、二酸化炭素が1.5Lではありません。 >(2) > 2CO + O2 → 2CO2 >初め 1L x 0 >反応 1L B 1.5L >――――――――――――― >残り 0 A 1.5L >イ COの反応は1L-あ=0 あ=1Lとします >ロ CO2の反応は0+い=1.5L い=1.5Lとします >ハ O2の反応は不明なのでBと置きます 「(1)ハ」の誤りより、「(2)ロ」が誤りです。 また「(2)ハ」もO2の反応量は不明ではないので意味がありません。 反応する物質量や気体の体積の比は係数の比です。これを利用しなければなりません。 そして(1)ロとハの間で反応量の比を考える必要があります。
お礼
この度は長々とお付き合いくださり感謝しております。 詳細の御礼コメントは#7にまとめさせて頂きます。
補足
早速の御回答を頂き、有り難うございます。 増減表を何とか完成させることがでました。 今度こそは正解出来ていると嬉しく思います。 正答出来ましたら全て#6さんのおかげです。 2CO + O2 → 2CO2 初め 1L 1L 0 反応 1L 0.5L 1L ――――――――――――― 残り 0 0.5L 1L 1) 2COが全て反応したので「反応1L」「残り0」とおく。 2) CO:O2:CO2の係数比2:1:2を頭に入れる。 1)より2COの「反応1L」とおいているから、 CO、O2、CO2それぞれの「反応」に着目し 1L:0.5L:1L(2:1:2より)とする。 3) CO2に着目し「初め」+「反応」=「残り」の 増減表の関係よりCO2について「残り1L」とおける。 4) 問題本文に「反応後の体積1.5L」とある。 #6さんの御指摘より「酸素と二酸化炭素を合わせて1.5L」と 解釈すると、当該数値は「O2」と「2CO2」の和であると 考えられる。したがって「O2」について「残り0.5L」とする。 (1.5L-1L=0.5Lより)この段階で正答が出る。 5) 問題文中におけるxL、すなわちO2の「初め」については 「初め」-「反応」=「残り」の増減表の関係より逆算し、 0.5+0.5=1Lが判明する。 以上の処理が質問者による勝手な勘違いの可能性もありますが、 カチッとハマった感触があるので正答出来た気がします。 先達の目からみてミスなど無いことが判明しましたら、 前言通りに質問を〆切らせて頂きます。 それでは、宜しくお願いを申し上げますm(_ _)m
- windwald
- ベストアンサー率29% (610/2083)
#2です。補足読みました。 >1. 2CO2が0となるのは何故でしょうか? 区切りがおかしいですね。2CO2ではなく、CO2です。 最初はなかったんだから0でしょう。常識的に考えれば。 >2. 増減表を全て埋めるとどのような数値が入りますか? 実に基本的なところですからそれは自分でやってください。 反応のところが係数比になるんですよ。 反応物は反応の量だけ減るし、生成物は反応の量だけ増えます。
お礼
この度は長々とお付き合いくださり感謝しております。 詳細の御礼コメントは#7にまとめさせて頂きます。
補足
早速に御回答を頂き、有り難うございます。 >最初はなかったんだから0でしょう。 >区切りがおかしいですね。2CO2ではなく、CO2です。 言われてみればという感じですw 御指摘なければ気が付けなかった。 増減表を質問者なりに以下の手順で埋めてみました。 (1) 2CO + O2 → 2CO2 初め 1L x 0 反応 ――――――――――――― 残り 0 A 1.5L イ O2の残りは求める解答であり、Aと置きます ロ COの残りは残っていないとし0とします ハ CO2の残りは問題本文より1.5Lとします (2) 2CO + O2 → 2CO2 初め 1L x 0 反応 1L B 1.5L ――――――――――――― 残り 0 A 1.5L イ COの反応は1L-あ=0 あ=1Lとします ロ CO2の反応は0+い=1.5L い=1.5Lとします ハ O2の反応は不明なのでBと置きます ここまでは恐らく合っているかと思えるのです。 ただ、この先へ進むことができません。 係数比がCO:O2=2:1ですから0.5Lの値を、 初め=x 反応=B の一方、若しくは両方に 代入してみますと、求めるAの値が0.5Lにならず。 そも、増減表における「縦」の関係は、 初め+反応=残り 初め-反応=残り のいずれかとなることは、#2さんのコメントのおかげで わかりやすく把握出来たのですが、「横」の動き方が、 いまだに掴めていない状態なのです。 私の認識に相違など御座いましたら、ご指摘を下さい。 非常に基本的な事を長々とお聞きして心苦しいのですが、 本問の正解をもって質問を〆切らせて頂きますので、 何卒よろしくお願いを申し上げますm(__)m
- toraccha
- ベストアンサー率52% (50/96)
Q3「い」の解答について >1.0-0.6=0.4[mol] はじめ,1.0 mol/Lにして保存してあったのが,0.6 mol/Lになっていた。(「あ」から) 1 L中に含まれていたNaOH1.0 molのうちCO2と反応した量は はじめあった量(1.0 mol)-残っていた量(0.6 mol)=反応により減少した量(0.4 mol) として求められる。(0.4 mol) >2NaOH+CO2→Na2CO3+H20 > (0.4)(0.2) 反応式より,NaOHとCO2は2:1で反応するので, 0.4 molのNaOHと反応したCO2は,その半分の0.2 mol…答 ということだと思います。 なお,他の方も指摘されているように,この問題は設定にかなり無理があると思います。 (実際のことを考えずに,数字だけで答えることは一応可能でしょうが) まず,シュウ酸は溶解度があまり大きくないので,温度がかなり高くないと1.2 mol/L溶液を作るのは困難でしょう。 また, H2C2O4 + 2NaOH→Na2C2O4 + 2H2O の終点をどうやって見つけるかも難しそうです。 指示薬に,水酸化ナトリウムとシュウ酸の組合せの滴定でよく使うフェノールフタレインを用いて,赤色が薄くなるところまでシュウ酸水溶液を滴下するとします。このとき,シュウ酸はNaOHだけではなくNa2CO3とも反応し,大半のNa2CO3をNaHCO3に変化させることにも使われます。これでは「残っているNaOHの定量」はできません。
お礼
この度は早速に御回答を下さりありがとうございました。 Q3はやはり奇問なのですね。にもかかわらず、 当方の疑問点に簡潔明快に答えて下さっているので、 #4さんに今回の準BAとさせて頂きたく思います。 またの機会がございましたら、よろしくお願い申し上げます。
- malaytrace
- ベストアンサー率33% (349/1027)
>Q2. FeS2を完全燃焼させるとFe2O3とSO2が生成する。 FeS2を2mol完全燃焼させるには酸素何mol必要か。 (以上問題文) 目算法でも可能ですよ。 ( )FeS2+( )O2→( )Fe2O3+( )SO2 係数は比なので、どこかの係数をまず決めないといけません。 大抵は先頭の物質からになります。条件としては、左右の両辺に1回ずつしか出て来ない原子を含む物質なのですが、そういう物質は左辺では先頭(左)に書く人が多いのです。燃焼の反応式でO2から書く人はよほどのへそ曲がりでしょう。「石油が燃える」と言わず、「酸素により石油が燃やされる」というような人、いますかね。 で、左右の原子数が合うように係数をキャッチボール式で決めて行く訳です。 FeS2から行くと、これを1にすると、いきなりFeの数が合わない、つまりFe2O3の係数が整数にできないですよね。だから2FeS2とし、1(書かない)Fe2O3としてみます。Sは左右4個なので、4SO2。 これで右辺のO原子は11個。しかし奇数なので左辺のO2の係数を整数にできない。2倍の22個にすれば大丈夫ですね。 だから、FeS2の係数を4にし、2Fe2O3と8SO2にします。O2は11になります。 数があったら、最も簡単な整数比になっていることを確認してください。
お礼
早速に御回答を下さりましてありがとうございました。 この度はQ2を詳細に解説して頂き大変参考になりました。 キャッチボールという例えがうまかった上に、 >奇数なので左辺のO2の係数を整数にできない。 >2倍の22個にすれば大丈夫ですね。 ここで詰まってしまったので、疑問が氷解出来ました。 機会がございましたら、よろしくお願い申し上げます。
補足
早速に御回答を下さりましてありがとうございました。 この度はQ2を詳細に解説して頂き大変参考になりました。 キャッチボールという例えがうまかった上に、 >奇数なので左辺のO2の係数を整数にできない。 >2倍の22個にすれば大丈夫ですね。 ここで詰まってしまったので、疑問が氷解出来ました。 機会がございましたら、よろしくお願い申し上げます。
- windwald
- ベストアンサー率29% (610/2083)
1 「酸素が残った」とあることから、一酸化炭素は残っていないとして良いでしょう。 つまり、一酸化炭素の全てが反応したと考えます。 とすると、反応した量・生成した量は一酸化炭素、酸素、二酸化炭素について何Lでしょうか。 係数比から出すのは基本ですね。 この手の問題では、次のような増減表を書くのが整理しやすいと考えます。 2CO + O2 → 2CO2 初め 1L x 0 反応 ――――――――――――― 残り 2 係数の入れ方だけが分からないのですね。 時間はかかるが確実な「未定係数法」があります。 係数は分からなくとも、FeS2 + O2 → Fe2O3 + SO2 はできますよね(この程度できないとは言わせない)。 これに係数をa,b,c…と振り、各元素ごとに原子の個数の等式(左右で等しい)を作ります。 aFeS2 + bO2 → cFe2O3 + dSO2 Fe原子: S原子: O原子: 係数のひとつどれかに1を代入して、a―dを全て求めます。 分数になってしまったら、全てに同じ数をかけてやり、 最も簡単な整数比になるように持って行けば終わり。 3は問題設定が確かにおかしいようです。
お礼
この度は長々とお付き合いくださり感謝しております。 詳細の御礼コメントは#7にまとめさせて頂きます。
補足
迅速な御回答に感謝です。質問者です。 Q1の解法における増減表についてなのですが、 質問をさせて頂きたく存じます。 2CO + O2 → 2CO2 初め 1L x 0 反応 ――――――――――――― 残り 1. 2CO2が0となるのは何故でしょうか? 2. 増減表を全て埋めるとどのような数値が入りますか? 質問者なりに問題を再検討したのですが、 問題の意味自体がよく分かっていない事もあり難解です。 結局的に本問は、 「CO2:O2:=2:1 であるから CO2 1L ならば O2 0.5L」 「1.0L+xL=1.5L x=0.5」 このように考えれば解くことができるのでしょうか....。 私なりにも、もう少し考えていきたいと思うので、 いましばらく御協力をお願い申し上げますm(__)m
- alwen25
- ベストアンサー率21% (272/1253)
Q1 単なる比例計算です。 完全燃焼なので一酸化炭素の2分の1で 0.5L(ただし、圧力の変化がないなら反応後は1Lのはずです。) >解説に「一酸化炭素2Lと酸素1L から二酸化炭素2Lが生じる」とあるのが難解です。 気体反応の場合、化学反応式の係数をそのまま使えばいいです。 Q2 連立方程式を考える。 決まらない未知数があると思うので適当に数値を入れ 整数になるように調整する。 Q3 これは、問題がおかしいと思います。 シュウ酸より炭酸が強い酸だと言いたいのでしょうか。 分析化学はあまり得意ではないので、酸解離定数は分かりませんが。
お礼
早速に御回答を下さりまして有り難うございました。 3つの問題文を1スレッドにのせるという当方の 横着でしたが3問すべてに答えて頂いたところが 非常に良かったと思います。 また機会がございましたら、宜しくお願い申し上げます。
お礼
この度は最後まで当方にお付き合い下さり 本当にありがとうございました。 当初は安易な解答を求めての質問投稿でしたが、 自分で考えながら問題を解いていったことで、 これほど理解が進んだのは初めてかもしれません。 簡単な問題のようで実はこれだけ処理する必要がある、 という点は上辺だけの回答でしたら理解することは 決して出来なかったでしょう。 その意味で文句なく#2さんに今回のBAを 捧げたいと思います。また、質問者の遅い理解に 長々とお付き合い頂いたことに感謝しております(^^) 機会がございましたら、また宜しくお願いを申し上げます。