塩酸と石灰の化学反応について

質問

子供の理科の問題で、薄い塩酸に石灰石の粉末をいれて発生する気体が何ｇになるかという問題があります。
50ｃｍ3の薄い塩酸をペットボトルに入れて、電子てんびんで全体の質量を測ると80.0ｇでした。
薄い塩酸に1ｇの石灰石の粉末を加えると気体が発生してきてしばらくして質量をはかると80.6ｇでした。
その後、1ｇずつ石灰石の粉末を加えた後、しばらくして質量をはかると以下のようになりました。

加えた石灰石の粉末の合計の質量：　1.0　 2.0　 3.0　 4.0　 5.0ｇ
しばらくたってからの質量　　　　　　　80.6　81.2　81.8　82.4　83.4ｇ

質問は、薄い塩酸100ｃｍ3をペットボトルに入れ、石灰石の粉末を10.0ｇ加えたとすると何ｇの気体が
発生するか求めなさいというものです。

上記の実験結果より、4.0ｇまでは比例で変化していますが、4.0ｇ以上は1.6ｇの発生でそれ以上、
変化ありませんので、石灰と塩酸の比率が変化していないので、単純に、1.6×2＝3.2ｇ
でいいのでしょうか？
子供にわかりやすく説明したいのですが、いいアドバイスをお願いいたします。

回答No.1

hg3 · ベストアンサー

回答としては、1.6×2＝3.2ｇで良いと思います。

質問者さんが気になっているのは、石灰石を4ｇ以上加えても気体がそれ以上発生しないのはなぜかということでしょうか。

これを説明するためには、塩酸と石灰石が反応して、塩化カルシウムと水と二酸化炭素に変化しているということを理解させることが必要です。
いくら石灰石を加えても塩酸が無くなれば気体（二酸化炭素）は発生しないということが理解できれば、石灰石を4ｇ加えたところで塩酸が全部反応して無くなってしまったことに気付くでしょう。
問題では、塩酸の量を50cm3から100cm3と倍にするわけですから、石灰石も倍の8gをいれたところで塩酸が全部なくなるというわけです。そして、その時に発生する気体の量も倍であるということがわかると思います。

お礼

回答ありがとうございます。気体がそれ以上発生しないのは反応が終わっているという事に、その時は、気づきませんでした。たしかに、いわれてみればそのとおりです。中学の理科の問題ですが、いかんせん、昔に習った事なので、急に聞かれるとぱっと答えが出ない事がよくあります。よく子供に質問されることあり、又質問するかもしれませんが、その時は、よろしく、お願いいたします。

回答No.2

KURUMITO

1ｇを加えるごとに0.6ｇずつ質量が増加していたものが4.0ｇから5.0ｇに移った時には1ｇの増加になったのですから石灰と反応する塩酸が無くなってしまったことになりますね。これは溶液50cm^3の場合ですから100cm^3の場合には8.0ｇの石灰が塩酸と反応して二酸化炭素として溶液から出ていくことになりますね。ところで発生する気体の量は１ｇにつき1-0.6 = 0.4 gですので8.0ｇでは0.4 * 8.0 = 3.2 g となりますね。　結果はお示しの答えと変わりません。同じことですね。

お礼

ありがとうございます。大変よくわかりました。中学の理科なのですが、もう30年以上まえの事なので、すっかり忘れております。たびたび、子供に聞かれることがあるのですが、回答に自信がありません。又、質問することがあると思いますが、その時はよろしく、お願いいたします。