[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。
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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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