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『過去問にチャレンジ!』

■化学 (市役所[大卒])

問題

塩化ナトリウム NaCl に濃硫酸 H2SO4 を加えて熱すると硫酸水素ナトリウム NaHSO4 と塩化水素 HCl ができる。この反応において,各物質を過不足なく反応させたとき,ア~オの記述のうち正しいもののみをすべて挙げているのは,次のうちどれか。ただし,原子量は H=1.0,S=32.0,O=16.0,Na=23.0,Cl=35.5とする。

  • ア. 硫酸の質量と硫酸水素ナトリウムの質量は等しく,塩化ナトリウムと塩化水素の質量は等しい。
  • イ. 硫酸の質量と塩化水素の質量は等しく,硫酸水素ナトリウムと塩化ナトリウムの質量は等しい。
  • ウ. 硫酸の質量と塩化ナトリウムの質量の和は,硫酸水素ナトリウムの質量と塩化水素の質量の和に等しい。
  • エ. 硫酸の分子数と硫酸水素ナトリウムの分子数は等しく,塩化ナトリウムの分子数と塩化水素の分子数は等しい。
  • オ. 硫酸の分子数と塩化水素の分子数は等しく,硫酸水素ナトリウムと塩化ナトリウムの分子数は等しい。
  • 1. ア
  • 2. イ
  • 3. ウ
  • 4. ア,エ
  • 5. ウ,エ,オ

解説

各物質 1mol の質量を与えられた原子量の値に基づいて計算すると,
NaCl :23.0+35.5=58.5〔g〕
H2SO4 :1.0×2+32.0+16.0×4=98.0〔g〕
NaHSO4 :23.0+1.0+32.0+16.0×4=120.0〔g〕
HCl :1.0+35.5=36.5〔g〕
となっている。
一方,この反応の化学反応式は,
NaCl +H2SO4 ―→ NaHSO4 +HCl
となり,左辺の物質それぞれ 1mol ずつが反応して右辺の物質それぞれ 1mol ずつができることがわかる。すなわち,58.5gの NaCl と98.0gの H2SO4 が反応して,120.0gの NaHSO4 と36.5gの HCl ができる。
このとき,左辺の物質の質量の和は58.5+98.0=156.5〔g〕,右辺の物質の質量の和は120.0+36.5=156.5〔g〕となり,両者は等しい。これは,フランスの化学者ラボアジェによって発見された化学の基本法則であり,「化学反応の前後において,物質全体の質量の変化はない」と表現され,質量保存の法則と呼ばれる。したがって,ウは正しい。アとイは,先に計算した各物質 1mol の質量を見ればすぐわかるように明らかに誤りである。
また,エとオは,各物質の分子数について記述されているが,NaCl と NaHSO4 はイオン結合性の物質であり,分子とみなせる単位粒子は存在しないので誤りである。
よって,正答は3である。

正答:3

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