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原子量と存在比の応用的な問題です、教えて下さい。授業中に先生から出されたもので、「受験レベルを想定したものだから、解けなくても、授業プリントの評価が下がるとかはないから、解きたい人だけ解いてね」と言われ、全然できません。先生に解き方を尋ねたら、先生はこのレベルはテストとかで出さないからと言われ、教えてくれません。塾とか行ってなくて聞ける相手がいません。誰か教えて下さい。お願いします。後、銅の原子量は教科書の裏にに載ってるやつではなく、x置いて解いてねと言われました。

「原子量と存在比の応用的な問題です、教えて」の質問画像

A 回答 (4件)

まるで、薬15gを擦り漕ぎで、粉状にするか、薬30gを擦り漕ぎで粉状にした後、


たまに時代劇で、出て来る物で、1gをさらに細かくしたのち、顕微鏡で、調べる位、大変な事になると、質問した人は、分かってると言う事になりますね。
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No.1 です。



物質の量の測り方である mol の考え方を整理しておきましょう。

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。


お示しの問題の例でいえば、化学反応式

  Cu2O + H2 → 2Cu + H2O   ①

とは、「1 mol の Cu2O と 1 mol の H2 (水素分子)が反応して、2 mol の Cu と1 mol の H2O が生成する」ということです。
(「〇個の分子が~」といっても同じ意味なのですが、そんなミクロの話ではなく「目に見える量」で話をするために「mol」で表現している)

なので、問題でいう「1.429 g」は左辺の「Cu2O」の質量であり、それが「0.01 mol」だということが分かるのです。
それが分かれば、①の式の右辺と左辺の関係から、右辺の「Cu」は「0.02 mol」であることが分かり、それが「1.269 g」であることから「Cu の mol 質量」が分かります。

Cu の 1 mol つまり「原子のアボガドロ定数個」の重さが分かれば、そのうち何個が 63Cu で、残りが 65Cu であるかは、その組成比から計算できます。
そういう考え方ができるかどうかだけの問題です。
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難しい事は、分からないので、1gを粉状にして、粒子を数えてみるとか?それが、分子量とインターネットで、モルmolと書かれてある為

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mol の考え方が分かってれば、簡単に解けます。



酸化銅(Ⅰ):Cu2O
従って、その還元反応は
 Cu2O + H2 → 2Cu + H2O   ①
ここで、
 Cu2O:1.429 g
 2Cu:1.269 g
ということなので、差し引き
 O:0.160 g
ということ。
これは、O の原子量が 16.00 なので 0.01000 mol。

ということは、①の反応式より、生成した Cu は 0.02000 mol。
その質量が 1.269 g なので、モル質量は
 1.269 [g] / 0.02000 [mol] = 63.45 [g/mol]
モル質量 = 原子量なので、63Cu の存在比を x とすると、65Cu は (1 - x) であり、その合成原子量は
 62.93x + 64.93(1 - x) = 63.45
→ 2.00x = 1.48
→ x = 0.74

従って、
 63Cu:74%
 65Cu:26%
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