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思考力問題にチャレンジ
混合物の分離(神奈川改)
2種類の物質Aと物質Bについて, 100gの水にとける質量と温 100180
度の関係を調べる実験を行った。 結果は, 表1と図のようであった。
表1 100gの水にとける物質の質量[g]
g 160
の
水 140
120
け 100
80
質 60
の
A
20 °C 40 °C 60°C
80 °C
B
物質 A
32
64
109
169
40
物質 B
35
36
37
38
量 20
次は,物質Aと物質Bの混合物について考えている先生と
g
20 40 60
温度 [C]
80
物質 A
物質目
混合物 I
混合物 ⅡI
混合物ⅢII
100g
30g
100g
38g
32 g
35g
KさんとLさんの会話である。
先生「物質Aと物質Bは温度によるとけ方が異なりますね。 表 2
とくちょう
この特徴を利用して、 表2のような混合物から物質Aや
物質Bを1種類ずつ取り出す方法を考えてみましょう。
物質 A, B は,混合したまま同じ水にとかしても,それ
ぞれの溶解度は変化しないと考えます。 また, 水溶液の
温度を変化させても、水の質量は変化しないと考えます。」
Kさん「混合物を,100gの水に入れて温度を上げ, すべてとかした後にゆっくり20℃まで冷
すれば,物質Aの結晶のみを取り出せると思います。」
Lさん 「なぜ物質Bは出てこないといえるのですか。」
Kさん 「20℃に冷却しても,(X)ため、物質Bはすべてとけたままであると考えられるからです
先生 「そうですね。 では、混合物IIの場合はどうでしょう。」
Lさん 「先ほどのように, 混合物IIを100gの水に入れて温度を上げ, すべてとかした後にゆっく
20℃まで冷却すると結晶が出てきますが、 この結晶は物質Aの結晶と物質Bの結晶が混
たものと考えられます。」
Kさん「この結晶を, ろ過して取り出し乾かした後, 100gの水に入れて温度を上げ、すべてと
て再び20℃まで冷却すれば,物質Aのみの結晶が (Y) g得られるはずですよ。」
先生「そうですね。 では, 混合物Ⅲから物質Bの結晶のみを得る方法はありませんか。」
Lさん 「混合物Ⅲを100gの水に入れて温度を上げ, すべてとかした後, (Z)ことによっ
質Bの結晶のみを取り出せると思います。」
先生「そうですね。 では, 混合物 I, II, II を使って実験してみましょう。」
2.① 記述文中の(X)に,物質Bがすべてとけたままであると考えられる
理由を、前後の語句につながるように20字以内で書きなさい。
(1)
(2)文中の(Y )に適する値を書きなさい。
(3)文中の(Z)に最も適するものを次のア~エから選びなさい。
ア. 20℃以下に冷却する 100gから
イ. 20℃に保ちながら水を20g 蒸発させる
ウ. 40℃に保ちながら水を60g蒸発させる
エ.60℃に保ちながら水を50g蒸発させる
74
ポイント
(3)イは20℃, 80gの水,
ウは40℃ 40gの水,エは
60℃, 50gの水にとける質
量を考える。
(2)
(3)
