Question

kaaa〰︎✍🏻💭

この問題の（4）と（5）がわかりません。
解説を読んでも理解できなかったのでもう少し詳しく解説していただけるとうれしいです🙇‍♀️🙇‍♀️

の酸素がエタノー
なさい。
【実験】 エタノール (沸点78℃) 8cmをはかりとり、水を加
えて20cmとした混合溶液をつくり, 図ⅡIのような装置
で実験を行った。
図ⅡI
16
混合溶液10cm²をはかりと
り,蒸留用試験管で沸とう
させた。 発生した蒸気は,
ゴム管を通って冷却用試験
管に移り,氷水で冷やされ
て液体になった。 図ⅡI中の
矢印は蒸気の流れを表して
いる。 冷却用試験管を3本
用意し, 液体が2cm 集まるごとに素早く交換した。 集
めた順に液体(i), (i), () とし, それぞれの液体を集め始
めたときの温度計の値を記録した。
氷水 液体
沸とう
石
液体を集め始め
たときの温度
火を近づけた
ときのようす
・液体 (i)~(i) と蒸留前の混合溶液をそれぞれ1cmずつは
かりとり 蒸発皿に移してマッチの火を近づけた。
表は、これらの結果をまとめたものである。
表
液体 (i)
蒸留用、
試験管
79.0°C
長い間
燃えた
混合、
溶液
液体 (i)
温度計
1 / ゴム管
82.5°C
小さな炎で
短い間燃えた
液体 (血)
冷却用
試験管
89.5°C
燃えな
かった
蒸留前の
混合溶液
燃えな
かった

愛
t
【CさんとY先生の会話】
Cさん:表から, 液体 (i) 中のエタノールの割合は, 蒸留
前の混合溶液中のエタノールの割合よりも①
〔ア.大きく イ. 小さく〕なったことが分かり
ました。 また, 液体 (i) ~ (面)を比べると, 液体を集
め始めたときの温度が②〔ウ. 高い エ. 低い]
液体の方が、エタノールをより多く含んでいた
ことも分かりました。 これは, 水とエタノール
で沸点が異なることが影響しているのでしょう
か。
Y先生 その通りです。 実験では, 水の沸点よりも低い
温度で混合溶液の沸とうが始まり、 先に発生し
ていた蒸気ほど, 水よりも沸点の低いエタノー
ルを多く含んでいたと考えられます。
Cさん:多く含んでいたということは, 蒸気になってい
たのはエタノールだけではなかったのですね。
Y先生: はい｡ 混合溶液が沸とうすると, 水とエタノー
ルは同時に蒸気になります。 このとき, 沸とう
している混合溶液中のエタノールの質量の割合
と, 蒸気中のエタノールの質量の割合の関係は、
図Ⅲのようになることが知られています。
Cさん:では, 例えば沸とうしている混合溶液中のエタ
ノールの質量の割合が60%のとき, 蒸気中のエ
タノールの質量の割合は約70% になるのですね。
Y先生 その通りです。 次に, その蒸気を氷水で十分に
冷却すると,エタノールの質量の割合が70%の
液体に変化します。 これは, エタノールの蒸気
も水の蒸気もすべて液体になるためです。
図Ⅲ
[100]
蒸
気 80
中
質の 60
量工
のタ
割ノ
合1
ル
40円
20h
0
0 20 40 60 80 100
沸とうしている混合溶液中の
エタノールの質量の割合 [%]
(3) 上の文中の① [
], @[
]から適切なもの
をそれぞれ一つずつ選び, 記号を○で囲みなさい。
(4) 液体 (i)1.0cm²をはかりとり, 質量を測定したところ,
0.88gであった。 このとき, 液体 (i) 中のエタノールの質
量の割合は何%か。 エタノールの密度を0.80g/cm² 水
の密度を1.0g/cm²として求めなさい。 答えは小数第1
位を四捨五入して整数で書きなさい。 ただし, 水とエタ
ノールの混合溶液の体積は、 混合前の水とエタノールの
体積の和と等しいものとする。
(5) 水とエタノールの混合溶液を蒸留し、得られた液体を
さらに蒸留することを考える。 はじめの混合溶液中のエ
タノールの質量の割合が10%であるとき,2回の蒸留の
後に得られる液体中のエタノールの質量の割合はおよそ
何%になると考えられるか。 次のア~エのうち,最も適
しているものを一つ選び, 記号を○で囲みなさい。 ただ
し, それぞれの蒸留において, 沸とうしている液体中の
エタノールの質量の割合は蒸留中に変化しないものと
し, 冷却は氷水で十分に行われるものとする。
ア.5%
イ. 50%
ウ. 65%
エ.90%
-17-

(1) ① イ
(2) ① エ
9
THE
ə
(3) ① ア
A
(4)55% (5) ウ (6) (例) 沸点の低い
【解き方】 (1) ②純粋な物質は沸騰し続けている間、温度
が一定のまま上昇しない。
2 @ 1 b I
③ 4.8g
② イ
② エ
IRA
(2) ② エタノールが燃焼すると,炭素原子が空気中の酸素と
結びついて二酸化炭素が生じ, 水素原子が酸素と結びつい
て水が生じる。 ③ (4.4+2.7) -2.3=4.8 [g]
(3) エタノールの割合が大きい液体ほど燃えやすい。
(4) 液体(i)1.0cm中のエタノールの質量をxg, 水の質量を
とすると,質量についてæ + y = 0.88, 体積について
+
IC
y
0.80 1.0
-
=1.0が成り立つ。 これらよりæ = 0.48 [g] な
0.48
ので,割合は x 100≒ 55 [%]
file'
0.88
a
(d)(s) 【
(5) 図Ⅲより、エタノールが10%含まれる水溶液を沸騰さ
せると,蒸気中のエタノールは約45% になるので, 1回目
の蒸留でエタノールが約45%になる。 この水溶液を沸騰さ
せた2回目の蒸留では,エタノールが約65%になる。
(6) 沸点の低い物質は温度を下げても気体のまま上方の段
に上がる｡
のショー を外
A SUIC*)]
$100.0 Xoua DAS
303534
JUHA S ST.0 $100.0
CHAPEA 32

状態変化 水とエタノール 質量 体積 物理 物質とその性質

Answer 1

✨ ベストアンサー ✨

mo1

(4)　★密度[g/cm³]×体積[cm³]＝質量[g]　を利用します

問題文「混合溶液の体積は混合前の体積の和と等しいとする」より

　アルコール a[cm³]、水 b[cm³]とすると

　　体積について：a[cm³]＋b[cm³]＝1.0[cm³]

　　質量について：0.80a[g]＋1.0b[g]＝0.88[g]

　　　連立方程式として解いて、a＝0.6、b＝0.4

　アルコール 0.6[cm³]、水 0.4[cm³]の質量を考えると

　　アルコール：0.8[g/cm³]×0.6[cm³]＝0.48[g]

　　　　　　水：1.0[g/cm³]×0.4[cm³]＝0.40[g]

　混合溶液0.88[g]中、アルコール[0.48[g]なので

　　質量％は、0.48/0.88＝0.545454…　で、約55％

――――――――――――――――――――――――――
(5)

グラフを参考に

①1回目：横軸10％のとき、グラフの値(縦軸)約50％

②2回目：横軸50％のとき、グラフの値(縦軸)約65％

　で、ウ．65％が　適当と思われます　

kaaa〰︎✍🏻💭

ありがとうございます！！