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(3)(4)がどうして回答のように計算していくのかよく分かりません

化学 問題Ⅱ 1 次の文章を読んで、設問(1)~(4)に答えよ。 --2 実験室では、 COCO る。 酸素は空気中に体積比で約21% 存在し、工業的には液体空気の分留で得られる。 塩素酸カリウムと酸化マンガン (NV)の混合物を加熱することで発生さ Okay +30= 水上置換で集める。このとき、酸化マンガン(Ⅳ)はあ としてはたらいてい 酸素 O は水にわずかに溶け、次のような溶解平衡が成り立つ。 O2(気)O2aq KHclc 0007 気相中のOのモル濃度をG [mol/L] 水に溶けているQ』のモル濃度をC[mol/L] とすると,平衡状態においては次式が成り立つ。 なお、 比例定数 Kは温度が一定なら、 一定の値をとる。 C D RT CEP RT 容積可変の密閉容器を用い, 温度を常に33℃に保って, 次の実験1.2を行った。 ただし、 気体は理想気体の状態方程式に従うものとし, 33℃における水の飽和蒸気圧 は 5.0 × 10° Pa とする。 また, どの平衡状態でも液体の水が存在し, その体積変化は 無視できるものとする。 【実験1】 0.100molのO2 をこの密閉容器に入れた。 容器内の圧力を1.00 × 10 Pa にしたところ, 容器内の気体の体積はV[L] になった。 この0の入った容 器に十分な量の水を入れ, 容器内の圧力を1.00 × 10 Pa に保った。 平衡状 態に達したとき, 容器内の気体の体積は0.80V [L]になった。 【実験2】 実験1に続けて, 容器内の圧力が2.00 × 10 Pa になるように圧縮すると. 新たな平衡状態に達した。 設問(1) 下線 ①の反応を化学反応式で記せ。 また, 空欄 適切な語句を記せ。 →あ にあてはまる最も よくいい K= G また,気相中の0』の分圧をP [Pa]. 気体定数を R [Pa・L/(K・mol)〕, 絶対温度を T〔K〕とすると,C は次のように表される。P=GR・T 設問(2) 空欄 い に入る適切な式を K, P, R, Tを用いて記せ。 また, 下線 ② で示される法則の名称を記せ。 設問 (3) 実験1で, 水に溶けている酸素の物質量は何molか。 有効数字2桁で記せ。 G= 6:上 RT C= RT 設問(4) 実験2で 水に溶けている酸素の物質量は何molか。 有効数字2桁で記せ。 また、このときの気体の体積をV'[L] とすると, の値を有効数字2桁で V' V これは温度一定のもとで,一定量の水に溶ける気体の物質量と, 気相中のその気 ヘンリーの法則 体の分圧の関係を示している。 記せ。

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(2)の時だけ気体の状態方程式が使える理由を教えてください🙏

K=39 H=1.0 C=12 N=14 0=16 第一章 物質の状態 基本例題24 気体の溶解度 →問題 238・239 水素は, 0℃, 1.0×10 Pa で, 1Lの水に22mL 溶ける。 次の各問いに答えよ。 ② 0℃ 5.0×10Pa, 1Lの水に溶ける水素の体積は、その圧力下で何mLか。 (1) 0℃, 5.0×105 Pa で, 1Lの水に溶ける水素は何molか。 (3)水素と酸素が1:3の物質量の比で混合された気体を1Lの水に接触させて、0℃ 1.0×10 Pa に保ったとき, 水素は何mol 溶けるか。 考え方 ヘンリーの法則を用いる。 (1) 0℃, 1.0×10 Paにおけ る溶解度を物質量に換算する。 溶解度は圧力に比例する。 (2) 気体の状態方程式を用い る。 別解 溶解する気体の体 積は,そのときの圧力下では, 圧力が変わっても一定である。 (3) 混合気体の場合,気体の 溶解度は各気体の分圧に比例 する。 ■ 解答 (1) 0℃,1.0×10 Paで溶ける水素の物質量は, 2.2×10-2L 22.4L/mol =9.82×10-4mol 気体の溶解度は圧力に比例するので, 5.0×105 Paでは, 9.82×10-4mol× 5.0×105 1.0×105 -=4.91×10-3mol=4.9×10-3mol (2) 気体の状態方程式 PV =nRT から Vを求める。 4.91×10-3mol×8.3 × 103 Pa・L/(K・mol)×273K 5.0×105 Pa = =2.2×10-2L=22mL 別解 圧力が5倍になると,溶ける気体の物質量も5 倍になる。 しかし, この圧力下で溶ける気体の体積は,ボイ ルの法則から1/5になるので,結局, 同じ体積22mLになる。 (3) 水素の分圧は1.0×10 Pa×1/4=2.5×10 Pa なので, 溶ける水素の物質量は, 9.82×10-4molx (2.5×105/1.0×105 ) =2.5×10-3 mol アンモニ 性溶媒 する。 沸 える た、 一作

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大問2番の(2)②の解説をお願いします。

月 理解度診断 ABC 解答 別冊p 問 (北海道 固体の ロウ 電子 物 (埼玉一改) 質 2 物質が水に溶けるようすを調べるために次の実験を行った。 また、 水に溶ける物質の質量に関 して調べた。 水の蒸発は無視できるものとして、 あとの問いに答えなさい。 図1 ラップ 砂糖 実験1 水の入ったビーカーに、色のついた砂糖 (コーヒーシュガー)を入れて、ビーカーの口を ラップフィルムでおおい, 砂糖の溶けていくよ うすを観察した。 図1は、そのようすを表したものである。 入れた直後 5分後 3日後 5日後 フィルム シュガー) (コーヒー 40g 60g す物 が質 たの 2 実験2 水 100g が入ったビーカーに20gの砂糖を入れてよくかき混ぜ、 しばらく放置してすべ て溶けたかどうかを観察した。 同じ方法で, 40g. 60g 80gの場合について実験した。 また, ど 硝酸カリウムについても砂糖と同じ方法で20g. 40g. 60g, 80g の場合について実験した。 すべての実験で水の温度を40℃に保った。 表は、水に加えた 実験の結果をまとめたものである。 ほうわ 60g) すべて溶けたすべて溶けたすべて溶けたすべて溶けた 硝酸カリウム すべて溶けたすべて溶けたすべて溶けた溶け残った 図2 物 10080 質g 70 90 のの 60 硝酸カリウム 硫酸銅 てんびん らなかった 固体にし しょうさん 20 g 物質の質量 砂糖 沈ん 沈んだ 浮いた 調べてわかったこと 硝酸カリウム、硫酸銅、ミョ ウバン、食塩、ホウ酸の5種類の物質の, 100g の水に飽和するまで溶ける質量を調べたところ, それぞれの物質により異なることがわかった。 図2のグラフは、水の温度と100gの水に飽和 するまで溶ける物質の質量の関係をまとめたも のである。 ちゅうさんどう ちゅうし 粒子のモデルで表したものである。 くようすを, 砂糖の分子をとした (1) 図3は, 実験1で色のついた砂糖 図3 (コーヒーシュガー) が水に溶けてい 水面 5日後 ビーカート 砂糖の 分子 の状態 5 日後 3日後 入れた 5分後 直後 質水 50 最 40 [g] 溶 け 30 20 10 10 20 30 40 50 ミョウバン 食塩 ホウ酸 00 60 70 水の温度[℃] [ 理解度 診断テスト 原子・分子 化学変化と 化学変化と 理解度 診断テスト② ように さにな (2) 1 水 た 合 I G (3) ① 同じ 5.06 図1の5日後の状態を, 右の図に粒子のモデルで描きなさい。(4点) (2) 実験 2 の表で,硝酸カリウム 80gを加えたとき「溶け残った」とある。これに関して,次の1, II に答えなさい。 このときのビーカーの中身全体の質量はどうなっているか,次のア~ウの中から1つ選び, その記号を書きなさい。(3点) ア 180gより小さくなる。 イ 180gになる。 ウ 180gより大きくなる。 II 溶け残った硝酸カリウムをすべて溶かすため, 2通りの方法を考えた。 [3] ①水の質量は変えずに, かき混ぜながら水の温度を1℃ずつ上げていくとする。 何℃ですべ て溶けるか,その最小値を整数で答えなさい。 (4点) 40℃に保った水をビーカーに1gずつ注ぎながらかき混ぜていくとする。水を何g加え ればすべて溶けるか、 その最小値を整数で答えなさい。 (4点) [ ] (3)調べてわかったことの図2のグラフに示された, 硫酸銅, ミョウバン,食塩, ホウ酸を, それ すいようえき ぞれ100gの水に溶かして60℃の飽和水溶液をつくった。 それぞれの水溶液を20℃まで冷や したとき,出てくる結晶の質量が大きい順に左から物質名を書きなさい。(5点) [ 71

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大問4番の(3)の解説をお願いします。

4 次の実験 1, 2 について, あとの問いに答えなさい。 実験160℃の水100gを入れた3つのビーカー 図1 A, B, C を用意し, 温度を60℃に保ちなが しょうさん ら,Aには硝酸カリウム,Bにはミョウバン, Cには塩化ナトリウムをそれぞれ溶かし、飽 わすいようえき ほう 和水溶液をつくった。 その後、水溶液の温度 けっしょう を20℃まで下げたところ,結晶ができている 100180 160 水 140 0gの水に溶ける物 120 け 100 の質量 [ 長崎一改] 硝酸カリウム ミョウバン 塩化ナトリウム 80 物 60 40 のが観察された。 図1は100gの水に溶ける 物質の質量と水の温度との関係のグラフであ 201 [g] 0 01020304050607080 水の温度[℃] 気体 集の方 しゅう てみよ よっ 温度 る。 る。 (1) 実験1のように、固体を高い温度の水に溶かしたあと,温度を下げて結晶 (1 をとり出す方法を何というか、答えなさい。 [ ]に (2) この実験で、結晶がいちばん多くできるのは,ビーカー A,B,Cのうち どれか,記号を書きなさい。 [] 実験2 硝酸カリウム60gをビーカーに入れ, 80℃の水 図2 ガラス棒 50gを加えると,硝酸カリウムはすべて溶けた。この 水溶液をしばらく放置すると,ある温度で結晶ができ はじめた。その後,水溶液の温度が20℃で一定になっ てから、図2のような装置を用いて,この結晶と水溶 ろうと台 ビーカー ろ紙 ろうとビーカー 大液を分けた。 ③ 硝酸カリウムの結晶ができはじめたときの温度として最も適当なものは, 次のどれか, 図1を参考にして答えなさい。 ア 38℃ イ 44℃ ウ 58℃ I 65°C te 日生し流体を分ける方法を何というか、答え

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