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Chemistry Senior High

高校化学です。こちらの問題で試料X0,10g中に含まれる銅の物質量molを求める問いで答えは1,5×10の−3乗molなのですが、なぜFe3+を0,35×0,05=0,0175として、化学反応式の比でCuを0,0175×0,5=0,00875molとしてはいけないのでしょう... Read More

の組合せは、 23:34 1月23日 (火) 塩化鉄(Ⅲ) 15 b 操作Ⅰでは式 (1) の反応によって試料 X中の単体の銅 Cu を 完全に溶解させ, 操作ⅡIでは式 (1) の反応で生成した Fe2+ を,式 (2) の反応によってKMnO4水溶液で滴定した。 なお, 滴定の途中 では MnO4-がマンガン (ⅡI)イオン Mn²+ に変化するため, 滴下 した KMnO4水溶液の赤紫色が消えるが, Fe2+ が消失して式(2) の 反応が完結すると, MnO4-が反応せずに残り赤紫色が消えなく なるので,このときを滴定の終点とする。 式 (1) の反応では Culmolあたり Fe²+ 2mol が生成し, 式 (2)の 反応では Fe2+ 5 mol あたり MnO41 mol を必要とする。 した がって,式(1) (2) の反応をあわせて考えると, 物質量比は Cu : Fe2+ : MnO4=5:10:2となる。 これより, 試料 X 0.10 g 中 に含まれる Cuの物質量をx(mol) とすると, 操作ⅡI での滴定に 要した KMnO4 の物質量との関係は, x (mol) 0.020 mol/LX 30 1000 ガン酸刀 30 1000 L=5:2 x=1.5×10mol なお, Cu の原子量を 64 とすると, 試料 X 0.10g中に含まれる Cu の質量は次のようになる。 64g/mol×1.5×10-3mol = 0.096g また、試料 X 0.10g中に含まれる Cuの物質量 x (mol) は, 以下 x=1.5×10mol ある。 x (mol):3.0×10mol=1:2 - 110 - のように求めることもできる。 式 (1) の反応で生成し, KMnO4水溶液で適定された Fe²+の物質 量をy (mol) とすると, 式 (2) の反応を行った MnO4′ と Fe2+ の物 質量について, 0.020 mol/LX Ly (mol)=1:5 y=3.0×10mol よって, 式 (1) の反応を行った Cu と生成した Fe²+の物質量に ついて, 無断転載複製禁止/著作権法が認める範囲で利用してく 16 ・・・ 還元剤 相手を還元する物質。 自 酸化され, 酸化数が増加する原 含む。 とも、 C 使用する溶液で実験器具の内部を数回すすぐことを共洗い という。 ホールピペットやビュレットを洗浄後すぐに使用する際 は, 内部が水でぬれていると溶液の濃度が小さくなるので, 共洗 いしてから使用する。 化学反応式が表す量的関係 化学反応式中の係数の比は, 反応 生成物の変化する物質量の比を表す。 (反応式の係数の比 反応により変化す 物質の物質量の 滴定で用いる器具 ホールピペット 正確な体積の溶液 かりとる。 メスフラスコ 正確な濃度の溶液を J 化学 問2 不純物を含む銅試料(試料Xとする) 中の単体の銅の含有量を求めるために, 次の操作ⅠIIからなる実験を行った。 この実験に関する下の問い (a~c)に 答えよ。 165 操作Ⅰ 試料X 0.10g をコニカルビーカーにはかりとり 0.35mol/Lの塩化鉄 (ⅢI) FeCl3 水溶液50mL を加えてよくかき混ぜた。 このとき, 次の式(1) で表 される反応が起こり,試料×中の単体の銅は完全に溶解した。実 Down Cu + 2 Fe3+ → Cu²+ + 2Fe2+ MnO4 + 5 Fe²+ + 8H+ 操作ⅡⅠ 操作 Ⅰ に続いて, コニカルビーカーに硫酸マンガン (ⅡI) MnSO4水溶 液と希硫酸を加えた後, ビュレットから0.020mol/Lの過マンガン酸カリウ ムKMnO4水溶液を滴下したところ, 30mL加えたところで滴下した水溶液 の赤紫色が消えなくなったので, 滴定の終点とした。 この滴定において, 終 点までに次の式 (2) で表される反応が完結する。 TOLUXR7 Mn²+ + 5 Fe 3 + + 4H2O ① 式(1) の反応の酸化剤 銅 銅 塩化鉄(Ⅲ) 塩化鉄(ⅢI) a 注意 操作ⅠⅡIでは,式(1)(2) 以外の反応は起こらなかった。 なお, MnSO4 は,塩化物イオン CI が MnO4と反応することを防ぐはたらきをもつ。 a 式(1) (2) の反応において, 酸化剤としてはたらいている物質の組合せとし て最も適当なものを、次の①~④のうちから一つ選べ。 <-102- (1) 15 (2) 式(2) の反応の酸化剤 過マンガン酸カリウム 塩化鉄(ⅡI) 過マンガン酸カリウム 塩化鉄(ⅡI)

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2023 市川高等学校 数学 (3)の詳しい解説をお願いします。

13 X. Yの2人が次の問題の解き方を相談しながら考え ている。 n番目に 4n-5 が書かれている数の列Aと, 7番目に n2-2n-1 が書かれている数の列Bがある。 ただし, nは自然数とする。 A,B を書き並べると, A: -1, 3,7, 11, 15, B: -2, -1,2,7, 14, A. Bに現れる数字を小さい順に並べた数の列をCとす るとき, 2023はCの中で何番目に現れるか。 X : 途中過程を書きやすいように, A. Bの番目の数を それぞれ an, b, と表すことにしよう。 Y : 例えばAの3番目の数は a3 で, 計算は4n-5に n=3 を代入した7になるから,a3=7と書けばいい んだね。 同じようにBの10番目の数を求めると, b10=アとなるね。 X : では, A,Bの規則性を見てみよう。 Aは an=4n-5 だから最初の -1 から4ずつ増えていく ことと,奇数しか現れないことがわかるけど, B はど うだろうか。 Y:bm=n²-2-1 だけど規則が読み取りにくいね。 規 則を見つけるために隣り合う数の差をとってみようか。 (n+1) 番目の数からn番目の数を引いてみよう。 X: b = n2-2n-1 だから bn+1-bn={(n+1)2-2(n+1)-1}-(n2-2n-1) =2n-1 となるね。 Y : ということは, 隣り合う数の差が必ず奇数だからBは 偶数から始まって偶数と奇数が交互に現れるね。 だけ ど,これだけではまだ特徴がわからないな。 X : そうしたら次はもう1つ離れた数との差をとってみよ うよ。 (n+2) 番目の数からn番目の数を引いてみよう。 Y: bn+2 -b を計算するとイ となるね。 X : わかった。 これと今までわかっている特徴を合わせる と問題が解けるね。 (1) ア イにあてはまる式や値を答えよ。 (2) Bの数の列において, 2023が何番目か求めよ。 (3) Cの数の列において, 2023が何番目か求めよ。 問題↓解説↑ 3 (1)(イ) bn+2=(n+2)-2(n+2)-1 =n2+2n-1より, bn+2-6m=n2+2n-1- (n2-2n - 1) = 4n (2) n2-2n-1=2023 (n+44)(n-46) = 0 n>0より, n = 46 (3)4n5= 2023 n= ¥507 より, Aの列において, 2023は507番目の数である。 Cの数の列において 2023までの数の個数は, A の数の 列における 2023 までの数の個数と、Bの数の列における 2023 までの数の個数の和からAの数の列とBの数の列に 共通する2023 を含めた数の個数を引けばよい。 A の数の 列とBの数の列に共通する数の列Dを書き並べると, D: -1, 7,23,47, ...... DはBの偶数番目の数が並んでいるから, n番目の数を dn とすると, dn=bzn=(2n)2-2 × 2n-1=4n²-4n-1 4n²-4n-1=2023 n2-n-506 = 0 >0より, n=23 (n+22) (n-23) = 0 よって, Cの数の列において, 2023 は, |507 +46-23530 ( 番目)

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130. このような具体例(図を書いてみる等)で規則性を考えて解く問題において、どういう感じで記述するのがいいのでしょうか??

582 ①① 基本例題 130 図形と漸化式 (1) ・・・ 領域の個数 平面上に,どの3本の直線も1点を共有しない, n本の直線がある。 次の場合、 平面が直線によって分けられる領域の個数をnで表せ。 (1) どの2本の直線も平行でないとき。 (2) (2) 本の直線の中に, 2本だけ平行なものがあるとき。 指針 (1) n3の場合について,図をかいて考えてみよう。 ヨコ 解答 an (1) n本の直線で平面が α 個の領域に分けられているとする。 (n+1) 本目の直線を引くと,その直線は他のn本の直線で (n+1) 個の線分または半直線に分けられ、 領域は (n+1) 個 だけ増加する。 ゆえに An+1=An+n+1 ¿+(T+5√]$¬1+ よって an+1-an=n+1 また a₁=2 数列{an}の階差数列の一般項はn+1であるから, n ≧2の とき これはn=1のときも成り立つ。 201 ゆえに, 求める領域の個数は __n²+n+2 2 (図のD1~D』)であるが,ここで直線ls を引くと,ls は 42=4 l1,l2 と2点で交わり、この2つの交点で ls は3個の線分また は半直線に分けられ, 領域は3個 (図のDs, Ds, D7) 増加する。 よって as=az+3 2.2-0 PARTY 同様に, n番目と(n+1) 番目の関係に注目して考える。 n本の直線によって α 個の領域に分けられているとき, (n+1) 本目の直線を引くと 域は何個増えるかを考え, 漸化式を作る。 2-14 (2) (n-1) 本の直線が (1) の条件を満たすとき, n本目の直線はどれか1本と平行になる から (n-2) 個の点で交わり, (n-1) 個の領域が加わる。 n-1 an=2+Σ(k+1)=- k=1 n²+n+2 2 (2) 平行な2直線のうちの1本をeとすると,l を除く (n-1) 本は (1) の条件を満たすから,この (n-1) 本の直線で分けら れる領域の個数は (1) から (8+.0) an-1 更に,直線ℓを引くと,ℓはこれと平行な1本の直線以外の 個の点で交わり の領域が増え よって、求める領域の個数は an-1+(n-1)=- (n−1)²+(n−1)+2 2 n²+n 2 +(n-1)=- n=3 Ilz D₂ [類 滋賀大] D3 Do D [=8+₁0 D₁ k=1 Σ(k+1)="Ek+ Z1 =(n−1)n+n-1 D2 a3=7 人 一 (n+1) 番目の直線は n本 その直線のどれとも平行でな いから,交点はn個。 (1) の結果を利用。 l DA αn-1 は, (1) の annの 代わりにn-1 とおく。 e

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