問4 炭酸水素ナトリウムNaHCO3 を加熱すると,次の化学反応式のように熱分解…
物質量と化学反応式について,問1 ~問4 に答えよ。
問4 炭酸水素ナトリウムNaHCO3 を加熱すると,次の化学反応式のように熱分解する。 2 NaHCO3 → Na2CO3 + H2O + CO2 次の図のように8.4 g の炭酸水素ナトリウム(式量84)を蒸発皿に入れ,加熱して完全に 反応させると,5.3 g の炭酸ナトリウムNa2CO3(式量106)が蒸発皿に生じた。この反応に 関する記述として正しいものはどれか。下の1 ~5 のうちから一つ選べ。
蒸発皿
- 1 生成した水と二酸化炭素の質量を合計すると3.1 g になる。8.4 g から 5.3 g を引いた 3.1 g が、出ていった気体などの質量です。
- 2 この反応において,反応した炭酸水素ナトリウムと生成した炭酸ナトリウムの物質量の比は1:1 である。反応式の係数から、物質量の比は2:1になります。
- 3 生成した水は0.10 mol である。生成する水は0.05 molで、0.10 molにはなりません。
- 4 加熱が不十分だと,生成する水の質量は増加してしまう。加熱が不十分なら反応が進まず、生成する水は減ります。
- 5 実験に用いた炭酸水素ナトリウムは0.50 mol である。8.4 を式量84で割ると0.10 molで、0.50 molではありません。
この問題は問題の図(写真・図・表など)を見て答えます。図はこちらに転載していないため、下の出典のページから公式のPDFをご覧ください。解説だけでも読み取り方が分かるように書いています。
解説
正解は1です。質量保存の法則から、減った質量がそのまま気体などになって出ていきます。8.4 gの炭酸水素ナトリウムから5.3 gの炭酸ナトリウムが残ったので、水と二酸化炭素の合計は8.4 − 5.3 = 3.1 gです。なお8.4 ÷ 84 = 0.10 molなので用いた量は0.10 mol、反応式の係数から炭酸ナトリウムと水はそれぞれ0.05 mol生じます。
出典:文部科学省ホームページ(https://www.mext.go.jp/a_menu/koutou/shiken/kakomon/1411255_00007.htm)を加工して作成