化学の質問です。 ベーキングパウダー(主成分は炭酸水素ナトリウム) 4.5gを加熱すると. 狀態 で

化学の質問です。
ベーキングパウダー(主成分は炭酸水素ナトリウム) 4.5gを加熱すると. 狀態 で0.56L の二酸化炭素が発生した。 ベーキングパウダーに含まれる炭酸水素ナトリウムの割合 (質量 パーセント) は何%か。 次の数値 A~Eのうちから, 適切なものを1つ選べ。 ただし、加熱によって主 成分はすべて反応し、 それ以外の物質は反応しないものとする。


これなにをどうしたらいいかわかりません。
わかりやすく教えてください。お願いします。

No.3 ベストアンサー 回答者： yhr2 回答日時： 2022/02/24 21:22

No.1 です。

ああ、#2 さんのような「化学反応式」で考えないといけませんね。

　2NaHCO3 → Na2CO3 + CO2 + H2O

生成する二酸化炭素が 0.025 mol なら、それを発生させる炭酸水素ナトリウムはその2倍の 0.05 mol ですね。

なので、炭酸水素ナトリウムの質量は
　84 [g/mol] * 0.05[mol] = 4.2 [g]

これがベーキングパウダー 4.5 g に含まれるので、その濃度は
　4.2[g] / 4.5[g] = 0.9333･･･ ≒ 0.93 = 93%

この回答へのお礼

3回も詳しく書いていただきありがとうございます。無事理解することができました。本当にありがとうございました！

お礼日時：2022/02/25 13:53

No.4 回答者： yhr2 回答日時： 2022/02/25 09:18

No.1&3 です。

おそらく、物質の量の測り方である mol の考え方を理解できていないための質問ですね。
なので補足説明。

原子であれ分子であれ、それを「アボガドロ定数」（= 6.02 * 10^23）の個数だけ集めると、それが「1 mol」の物質量になります。

そして、原子や分子を「アボガドロ定数」（= 6.02 * 10^23）の個数だけ集めると、その質量が「原子量」「分子量」「式量」に「グラム」を付けた数値になるのです。（というか、そうななるように決めた数値が「アボガドロ定数」（= 6.02 * 10^23）ということ。原子や分子１個は極めて軽いが、このぐらいの個数を集めると「グラム」のオーダーになる）
それが「mol」の意味です。

化学反応は分子・原子どうしで起こりますから、「同じ mol 数どうし」あるいは「反応式の係数に相当する mol 数どうしが反応する」ことになるので、物質の量を「mol」で表すと便利なのです。
「同じ mol なら原子・分子の個数が同じ」ということです。

つまり、例を挙げれば
・炭素（原子量12） を「アボガドロ定数」（= 6.02 * 10^23）の個数だけ集めると（つまり 1 mol の物質量）、その質量は 12グラム。ということは、炭素12 のモル質量は 12 g/mol。

・酸素（原子量16）を「アボガドロ定数」（= 6.02 * 10^23）の個数だけ集めると（つまり 1 mol の物質量）、その質量は 16グラム。ということは、酸素16 のモル質量は 16 g/mol。
　気体の酸素は酸素原子が2個結合した「分子：O2」の形なので、分子量は 32。従って酸素分子を「アボガドロ定数」（= 6.02 * 10^23）の個数だけ集めると（つまり 1 mol の物質量）、その質量は 32グラム。ということは、酸素ガスO2 のモル質量は 32 g/mol。

・CO2 （分子量44） を「アボガドロ定数」（= 6.02 * 10^23）の個数だけ集めると（つまり 1 mol の物質量）、その質量は 44グラム。ということは、CO2 （分子量44）のモル質量は 44 g/mol。

No.2 回答者： t_fumiaki 回答日時： 2022/02/24 21:03

これは、化学反応式を調べないと先へ進まないよ。

2NaHCo₃ ⇒ Na₂CO₃+CO₂+H₂O

言ってる事は
炭酸水素ナトリウムを2mol加熱すると
炭酸ナトリウムが1mol
2酸化炭素が1mol
水が1mol
出来ると言ってる訳。

全部比例するから
2mol⇒1mol:1mol:1mol

2酸化炭素の気体1mol=22.4L
0.56Lは(0.56/22.4)mol

炭酸水素ナトリウムは2倍だから1.12/22.4モル

炭酸水素ナトリウム１molの重さはNa2個+C1個+O3個
=23×2 + 12 + 16×3 = 106グラム

1.12/22.4モルなら(1.12/22.4)×106グラム

ここから先は自分でや～～～～れ。

この回答へのお礼

ありがとうございます。できるようになりました！！！

お礼日時：2022/02/25 13:52

No.1 回答者： yhr2 回答日時： 2022/02/24 20:55

＞狀態 で0.56L の二酸化炭素が発生した

原文通りですか？
「標準状態」と書いてありませんか？

「標準状態」と解釈して書きます。

気体は、標準状態では 1 mol の体積が 22.4 L ですから、二酸化炭素 0.56 L は
　0.56 [L] ÷ 22.4 [L/mol] = 0.025 [mol]　　　　①
に相当します。

炭酸水素ナトリウムの化学式は
　NaHCO3
ですから、分子量は
　23 + 1 + 12 + 16*3 = 84
従って、モル質量は
　84 g/mol

「加熱によって主成分はすべて反応し、 それ以外の物質は反応しない」ので、①の二酸化炭素は全て炭酸水素ナトリウムから発生したことになり、二酸化炭素の物質量が①なら、炭酸水素ナトリウムに物質量も 0.025 mol ということになる。

従って、その質量は
　84 [g/mol] * 0.025[mol] = 2.1 [g]

これがベーキングパウダー 4.5 g に含まれるので、その濃度は
　2.1[g] / 4.5[g] = 0.46666･･･ ≒ 0.47 = 47%