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水を蒸発させていたときの再結晶の計算~34.6%の正解率(2020年兵庫)

 

水の量が150gのときの溶解度

図2は,3種類の物質A〜Cについて 100gの水にとける物質の質量と温度の関係を表している。

(1) 60°Cの水 150gが入ったビーカーを3つ用意し、物質A~Cをそれぞれ 120g加えたとき、すべてとけることができる物質として適切なものを,A~Cから1つ選んで、その符号を書きなさい。(正答率81.9%)

 60度の水100gに物質Cは110g、物質Bは60g、物質Aは37g溶ける。

 水150gは1.5倍溶けるので 物質Aは110×1.5=165g 120gは全て溶ける。

 物質Bは60×1.5=90g 120g入れると 120ー90=30g余る

 物質Cは37×1.5=55.5g 120gいれると 120ー55.5=64.5g余る

 

ということで  Cだけが溶ける。 

    

f:id:gomasan8:20210730211319p:plain

(2) 40 °Cの水150g が入ったビーカーを3つ用意し,物質A~Cをとけ残りがないようにそれぞれ加えて 3種類の飽和水溶液をつくり,この飽和水溶液を20°Cに冷やすと,すべてのビーカーで結晶が出てきた。 出てきた結晶の質量が最も多いものと最も少ないものを,A〜Cからそれぞれ1つ選んで、その符号を書きなさい。(正答率70.1%)

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水100gのときは黄色で塗った部分が再結晶で出てくる。

水150gのときは1.5倍の量とけ、再結晶も1.5倍析出する。

物質Aが一番、析出量が少ない

物質Cが一番、析出量が多い。


(3) 水 150gを入れたビーカーを用意し、物質Cを 180g加えて,よくかき混ぜた。

①  物質Cをすべてとかすためにビーカーを加熱したあと,40°Cまで冷やしたとき、結晶が出てきた。また、加熱により 水 10gが蒸発していた。このとき出てきた結晶の質量は何gと考えられるか。 結晶の質量を書 きなさい。(正答率36.4%)

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水150gのうち、水10gが蒸発したのだから水140gに溶ける量を考える

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縦軸は60gから80gまでの5目盛りなので、1目盛り4gである。

水100gには64gとける。

溶質:溶媒=64:100=x:140

 100x=140×64

   x=89.6g

180gとかして89.6g溶けて飽和になるのだから、

180-89.6=90.4gが再結晶で出る。


② ①の溶液の質量パーセント濃度を求めなさい。(正答率34.9%)

溶質90.4g

溶媒140g

溶液140*90.4g=230.4g

溶質/溶液 ×100=90.4/230.4×100=39.2%

 

ポイント

溶媒の量が1.5倍なので、溶ける量も結晶として析出する量も1.5倍になる。

(1)(2)の正答率は高いのに(3)の正答率が低いのは水が10g蒸発した

というのを140gの水に溶かしていると判断できるかどうかである。