1mol/L の塩酸 500ml にアルミニウム粉末 5.4g を加えたところ、水素（気体）と塩化ア

1mol/L の塩酸 500ml にアルミニウム粉末 5.4g を加えたところ、水素（気体）と塩化アルミニウムが生成 された。標準状態で発生した水素（気体）は何 L か求めよ。（Al=27）
という問題を出されたのですが、どうやって解いたらいいのか分かりません。教えていただきたいです！

No.2 回答者： yhr2 回答日時： 2021/12/09 10:50

まずは、物質の量の測り方である mol の考え方を理解するひつようがありますね。

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。


これを理解した上で問題に当たれば、

＞1mol/L の塩酸 500ml

この中には HCl が 0.5 mol 含まれることは分かるよね？

＞アルミニウム粉末 5.4g を加えたところ

アルミニウムの原子量は 27 なので、この原子をアボガドロ定数個集めると 27 g の質量になる。つまり、アルミニウム 1 mol の質量が
　27 g/mol
ということ。
であれば、5.4 g は
　5.4[g] ÷ 27[g/mol] = 0.2 [mol]

＞水素（気体）と塩化アルミニウムが生成 された。

Al と HCl を混ぜたら、H2 と AlCl3 ができたということ。
この化学反応式は、左辺・右辺で原子数（じつは mol 数）が一致するように
　2Al + 6HCl → 3H2 + 2AlCl3　　　①
と書ける。
この式は
「Al 2 mol と HCl 6 mol が反応して、H2 が 3 mol と AlCl3 が 2 mol を生成する」
ということを表わしている。（もちろん係数を「分子数」と考えてもよい。上に書いたように、分子数と mol 数は比例するから）

これが分かって、「もともとあった HCl は 0.5 mol」「それに加えた Al は 0.2 mol」ということが分かれば、①の式から
・Al の 0.2 mol が全量反応するには、HCl が 0.6 mol 必要
・HCl の 0.5 mol と反応する Al は 0.167 mol
ということになって、HCl の量が反応量の上限を決めることがわかる。

HCl の 0.5 mol が全量反応に使われたときには、①式から
・反応した Al は、HCl の 1/3 で 0.167 mol
・生成した H2 は、HCl の 1/2 で 0.25 mol
・生成した AlCl3 は、HCl の 1/3 で 0.167 mol
ということが分かる。
つまり、生成する H2 は 0.25 mol である。

気体の H2 は、標準状態で 1 mol あたり 22.4 L の体積なので、0.25 mol であれば
　22.4[L/mol] × 0.25[mol] = 5.6 [L]

No.1 回答者： t_fumiaki 回答日時： 2021/12/08 20:37

アルミニウムと塩酸の反応式が解らないと永久にわからないよ。

2Al+6HCl→3H₂+2AlCl₃

アルミニウム2molと塩酸6molから、水素3molと塩化アルミ2molが出来ると言ってるワケ。

アルミニウム5.4gが何molなのかが解れば、水素は、その3/2倍molだと解る。

アルミニウム1molは27gだと書いて有る。

気体1molは22.4リットル。

これだけの材料で計算出来る。