R元年度第２回高認化学基礎大問４解説

大問４【物質量と化学反応式】

問１【炭素原子の質量】

・原子量を$\mathrm{C} = 12$、アボガドロ定数を$6.0 \times 10^{23}$/molとする。
　炭素原子$\mathrm{C}$１個の平均の質量は、$\dfrac{12}{6.0 \times 10^{23}} = 2.0 \times 10^{-23}$g

問２【気体の物質量】

　標準状態は０℃、$1.01 \times 10^5$Paとし、原子量は$\mathrm{H} = 1.0$、$\mathrm{C} = 12$、$\mathrm{O} = 16$とする。
標準状態において22.4Lの気体（１mol）の質量は、
・$\mathrm{CH_4} = 12 + 1 \times 4 = 12 + 4 = 16$
・$\mathrm{C_2 H_6} = 12 \times 2 + 1 \times 6 = 24 + 6 = 30$

・$\mathrm{C_3 H_8} = 12 \times 3 + 1 \times 8 = 36 + 8 = 44$
・$\mathrm{CO} = 12 + 16 = 28$
・$\mathrm{CO_2} = 12 + 16 \times 2 = 12 + 32 = 44$

問３【塩酸と水酸化ナトリウムの中和反応】

　1.0mol/Lの塩酸0.50Lに1.0mol/Lの水酸化ナトリウム水溶液0.50Lを加えて完全に中和させ、1.0Lの水溶液を得た。
$\mathrm{HCl + NaOH \longrightarrow NaCl + H_2 O}$
（$\mathrm{0.5mol + 0.5mol \longrightarrow 0.5mol + 0.5mol}$）

この反応で生じた塩化ナトリウム水溶液のモル濃度は、0.50mol/L

問４【石灰水と二酸化炭素の反応】

　水酸化カルシウム水溶液（石灰水）に二酸化炭素を通じると、カルシウムイオンと炭酸イオンが反応して、炭酸カルシウムの白色沈殿が生じる
$\mathrm{Ca^{2+} + {CO_3}^{2-} \longrightarrow CaCO_3}$

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