例題2 化学反応と量的関係のグラフ
0.24gのマグネシウムに1.0mol/Lの塩酸を少量ずつ加え, 発生した水素を捕集し
て、その体積を標準状態で測定した。 このとき加えた塩酸の体積と発生した水素
の体積との関係を表すグラフとして最も適切なものを, 次の行~はのうちから」
つ選べ。
Mg=24
(ア)
(イ)
(エ)
200
200
200
200
水
100
100
100
(mL)
(mL)
(mL)
[mL)
0
0 10 20 30
0
10 20 30
加えた塩酸の
体積(mL)
'010 20 30
加えた塩酸の
体積IML)
10 20 0
加えた塩酸の
体積(mL)
加えた塩酸の
体積(mL)
説) マグネシウムと塩酸との反応は,次の化学反応式で表される。
Mg + 2HCI -> MgCl2 + H2
マグネシウム0.24gが反応し終わるまでは, 塩酸を加える量に比例して水素が発生する。そ
れ以後は,反応するマグネシウムがないので, 塩酸を加えても水素の発生量は増加しない。し
たがって,グラフが折れ曲がって横軸に平行となる点が,マグネシウムと塩酸が過不足なく反
応したところである。
化学反応式の係数に注目すると, Mglmol と HCI2 molが反応して水素H2が1mol発生する。
0.24gのMgの物質量は,
0.24g
24g/mol
= 0,010mol
このMgと過不足なく反応するHCIは0.020mo!であり,そのとき発生する Hzは0.010mol とな
る。
塩酸の体積をx[mL)とすると。
1,0mol/LX (L) = 0.020mol
x= 20mL
1000
水素H2の発生量は, 0,010mol × 22.4L/mol =D0.224L =D224mL
したがって, 加えた塩酸の体積(横軸)が20mL, 水素の体積(縦軸)が224mLのところでグラ
フが折れ曲がっているに)が, 正しいグラフである。
溶液中の溶質の物質量
溶質の物質量(mol] =D モル濃度 [mol/L] ×溶液の体積 [L)
答 (エ)
