1分で解いてほしい化学計算問題 (78) 混合気体の燃焼に必要な酸素の量 - 質問解決D.B.(データベース)

1分で解いてほしい化学計算問題 (78) 混合気体の燃焼に必要な酸素の量

問題文全文(内容文):
水素とメタンの物質量の比が2:1の混合気体が0℃,1.013×10^5Paで3.0Lである。これを完全燃焼させるには,0℃,1.013×10^5Paの空気は何L必要か。
(空気中に酸素は20%含まれるものとする)
単元: #化学#化学基礎2ー物質の変化#化学変化と化学反応式
指導講師: ぺんぎん高校化学問題集
問題文全文(内容文):
水素とメタンの物質量の比が2:1の混合気体が0℃,1.013×10^5Paで3.0Lである。これを完全燃焼させるには,0℃,1.013×10^5Paの空気は何L必要か。
(空気中に酸素は20%含まれるものとする)
投稿日:2024.12.17

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高校化学の計算問題(問題027・2022愛知学院大学)身近な塩素系漂白剤の濃度をヨウ素滴定で求める

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単元: #化学#化学基礎2ー物質の変化#大学入試過去問(化学)#酸化還元反応#理科(高校生)#愛知学院大学
指導講師: ぺんぎん高校化学問題集
問題文全文(内容文):
塩素系漂白剤に含まれる次亜塩素酸ナトリウム $NaClO$の濃度を求める実験について,以下の文章を読み,問に答えなさい。

塩素系漂白剤をホールピペットを用いてメスフラスコへ正確に $5.0mL$移し,メスフラスコに純粋な水を加えて $100mL$ に希釈した。
この溶液をホールピペットを用いてコニカルビーカーヘ正確に
$10mL$移し,純粋な水を約$100mL$加えた。
①そこにヨウ化カリウム$KI$を$1.0g,1.5mol/L$の硫酸$H_2SO_4$水溶液を$5.0mL$加えたところ,ヨウ素$I_2$が生じて溶液が褐色に変化した。
この溶液を,ビュレットを用いて$0.10mol/L$のチオ硫酸ナトリウム$Na_2S_2O_3$水溶液にて滴定した。
途中,試料溶液の色が薄くなったところで指示薬としてデンプン水溶液を少量加えると,溶液の色が青紫色に変化した。
この色が消えるまで滴定を続けたところ,総量$10mL$を要した。
ただし,ヨウ素$I_2$とチオ硫酸ナトリウム$Na_2S_2O_3$は,以下のように反応する。
$I2 + 2Na_2S_2O_3 →2NaI + Na_2S_4O_6$

問 1 下線部①の酸化剤と還元剤の反応を,電子$(e^{-})$を含むイオン反応式でそれぞれ答えなさい。

問 2 この塩素系漂白剤に含まれる次亜塩素酸ナトリウムのモル濃度は何$mol/L$ですか。
有効数字 2 桁で答えなさい。
ただし,漂白剤中で反応に関係するものは$NaClO$以外に存在しないものとする。

問 1
酸化剤:$ClO^{-} + 2H^{+} + 2e^{-} → Cl- + H_2O$
還元剤:$2I^{-} → I_2 + 2e^{-}$
※次亜塩素酸イオンの塩素原子の酸化数は$+1$であることに注意

問 2
問 1の半反応式より以下のイオン反応式が得られる。
$ClO^{-} + 2H^{+} + 2I^{-} → I_2 + Cl^{-} + H_2O$
これより,($ClO^{-}$の数) =($NaClO$の数) =($I_2$の数)※であることがわかる。
希釈前の漂白剤の次亜塩素酸ナトリウムのモル濃度$c〔mol/L〕$とすると,$5.0mL→100mL$にしていることから濃度は$20$分の$1$になっている。
また,ヨウ素$1$個と反応するチオ硫酸ナトリウムは$2$個なので,($NaClO$の数) =($I_2$の数)であることとあわせて,
$\displaystyle \frac{c}{20}[mol/L] \times \displaystyle \frac{10}{1000}L \times 2=0.10mol/L \times \displaystyle \frac{10}{1000}L$これを解いて,$c=1.0mol/L$

※補足 この問題では KI の式量が与えられていないため mol は計算できないが,次亜塩素酸
ナトリウムをすべて反応させる必要があるので,ヨウ化カリウムは反応に十分な量を加えている
はずである(そうでなければ滴定として失敗である)。
結果から、$\displaystyle \frac{0.1}{20}[mol/L] \times \displaystyle \frac{10}{1000}L =5.0 \times 10^{-5}mol,KI$の式量 166 から$\frac{1.0g}{166g/mol} \fallingdotseq 6.0 \times 10^{-3}mol$なので,十分な量の $KI$ を加えていることが確認できる。
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化学基礎の教科書を解説する動画 第3回 放射性同位体と半減期

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単元: #化学#化学基礎1ー物質の構成#原子の構成と元素の周期表#理科(高校生)
指導講師: ぺんぎん高校化学問題集
問題文全文(内容文):
化学基礎 教科書の解説
〔放射線同位体と半減期〕

(例題)
遺跡中の木材の$^{19}C$の割合が大気中の$\displaystyle \frac{1}{4}$だったとき、木材が切られたのは何年前か?
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弱酸の遊離が2秒でわかる動画

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単元: #化学#化学理論#理科(高校生)
指導講師: カサニマロ【べんとう・ふきのとうの授業動画】
問題文全文(内容文):
弱酸の遊離についての解説動画です
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【高校化学】分子の構造と極性次の文中の(ア)~(オ)に当てはまる最も適切な語句を、下の解答群の中から1つずつ選べ。水素原子Hと酸素原子Oの間に(ア)の差があるため、水分子

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単元: #化学#化学基礎1ー物質の構成#化学結合#理科(高校生)
教材: #中高教材#セミナー化学基礎・化学
指導講師: 理数個別チャンネル
問題文全文(内容文):
次の文中の(ア)~(オ)に当てはまる最も適切な語句を、下の解答群の中から1つずつ選べ。
水素原子Hと酸素原子Oの間に(ア)の差があるため、水分子中の共有電子対はOの方にいくらか引き寄せられて電荷のかたよりを生じる。水分子は形状が(イ)形の構造であり、2つのO-H結合の極性の向きは打ち消し合うことなく、分子全体として極性を示す。一方、炭素原子Cを含む三原子分子である二酸化炭素はC=O結合に電荷のかたよりはあるが、(ウ)形の構造であるために分子全体として極性をもたない。四原子分子のアンモニアは(エ)形の構造であるために極性分子になるが、硫黄原子Sを含む気体の三酸化硫黄SO₃は(オ)形の構造であるため、無極性分子になる。
(ア)の解答群
①原子半径②原子量③原子番号④電気陰性度
(イ)~(オ)の解答群
①直線②平面正三角③平面正四角④正四面体⑤三角錐⑥折れ線
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化学基礎の教科書を解説する動画 第46回  中和の量的関係(問題演習編)

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単元: #化学#化学基礎2ー物質の変化#中和と塩#理科(高校生)
指導講師: ぺんぎん高校化学問題集
問題文全文(内容文):
化学基礎 教科書の解説
〔中和の量的関係(例題解説)〕

$\boxed{ 基本 } H^{+}+OH^{-}→H_2O$

1)希硫酸$10mL$を過不足なく中和するのに
$0.10mol/L NaCH 80mL$を必要とした。
$H_2SO_4$の濃度〔$mol/L$〕は?

2)酢酸$10mL$を$0.10mol/L NaOH$中和するのに$9.6mL$を要した。
酢酸の濃度は?
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