[中学受験理科ー中和反応]

塩酸 と水酸化ナトリウム水溶液をさまざまな割合で混ぜ合わせて混合液A,B,C,D,Eをつくりました。A,B,C,D,Eの液を加熱して蒸発させて、出てき た固体の重さをはかると次の表のようになりました。X,Yにあてはまる数値をそれぞれ答えなさい。また水酸化ナトリウム水溶液の濃さは何%ですか。

混合液
A
B
C
D
E
塩酸
100
100
200
200
200
水酸化ナトリウム
50
100
150
200
300
固体 g
6
10.5
17
X
Y

解説

A,B,Cの部分をグラフにするが、Cの部分は塩酸を100にそろ えて、上から順に 100,75,8.5g とする。

これではどの点を直線で結んでいいかわからず、グラフが書けないが、水酸化ナトリウム0のときに固体が0gであることが表から省かれていることに気付くと、次のようになる。

上図の2本のグラフが交わったところが中和点となるが、このときのそれぞれの量をx,yとおく。酸性の ときの比例部分よりx:y=50:6

よって y=0.12×x  アルカリ性のときの比例部分より、(75−x):(8.5−0.12x)=25:2

これより、x=62.5  y=7.5 となる。中和後の水酸化ナトリウム水溶液は、25g中に2gの水酸化ナトリウムの固体をふくんでいることがわかるので、2÷25=0.08   8%の濃さとなる。

混合液BとDは中和後なので比例配分して、X=10.5×2=21g EはDにさらに 100の水酸化ナトリウム水溶液を加えている ので、その中に100×0.08=8gの水酸化ナトリウムをふくんでおり、Y=21g+8g=29gとなる。

考察

中和前の固体は塩化ナトリウムだけ、中和後の固 体は塩化ナトリウム+水酸化ナトリウムですが、塩化ナトリウムの量は7.5gのままで変わらず、水酸化ナトリウムは加えた水酸化ナトリウム水溶液の量に比 例して増加します。

中和点のx、yは上のような数学的な計算が必要 ですが、値を求めなくても中和後であることさえわかれば上のように比例配分で求めることができます。

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