理科
中学生

この2つの解き方を教えてください😣

1. 鉄16.0gと硫黄8.0gを混ぜ合わせて加熱して硫化
鉄を作ったところ、化合せずに残った物質があった。残ったのは、鉄と硫黄のどちらか。

2. 1の物質の化合せず残った質量を答えなさい。

回答

原子量や結合の仕方を指示されないと解けないと思います。
予想程度ならできますが...

ありきちの子

この通りに小テストに出されたのですが…
一応答えが鉄で2gになるそうなのですが、なぜそうなるのかわかりません

ゲスくま

中学理科の教科書では、「鉄と硫黄が質量比7:4で過不足なく反応し硫化鉄が生成する」などの記載がありますから、おそらく「その比を覚えて使いなさい」というのが出題意図なのでしょうね。
私としては少し乱暴な出題の仕方だと思いますが...

ゲスくま

高校理科の考え方を利用した解説になりますが、一応こちらを載せときます。

まず炭素原子の塊を12㌘用意して、それに含まれる炭素原子の数をカウントしたところ、N個だと分かった。

次に鉄と硫黄の原子を、炭素原子と同じ数のN個ずつ集めて重さを測ると、それぞれ56㌘と32㌘になった。

この結果から、鉄原子1個と硫黄原子1個の重さの比が、56:32=7:4と分かった。

また、鉄56㌘と硫黄32㌘を反応させると、鉄も硫黄もどちらも余らず、過不足なく88㌘の硫化鉄ができた。

これらの結果から、1個の硫化鉄が生成するとき、1個の鉄原子と1個の硫黄原子が結合することが分かった。すなわち、鉄原子と硫黄原子を過不足なく反応させるためには、どちらの原子も同じ数ずつ用意しなければならない。

このようにして、鉄と硫黄の反応比が7:4になると分かる訳です。
私は、問題文中に書くべきだと思いますがw

ゲスくま

それで、この問題の解答ですが、過不足なく反応する重さの比が、

鉄:硫黄=7:4=14:8

なので、硫黄を8㌘使うとき、過不足なく反応させることを考えれば、鉄は14㌘必要になります。

しかし、実際には鉄が14㌘より多い16㌘もありますよね?

でも、その多い分の鉄と追加で反応できる硫黄が余っていないので、この16-14=2㌘だけ鉄が反応せずに残ってしまう訳です。

ありきちの子

よくわかりました!!
細かく説明して下さりありがとうございました🙏

この回答にコメントする
疑問は解決しましたか?