2024年度 共通テスト解説 化学 第5問 問2 質量分析法-金属試料のAg含有量を同位体の存在比を利用して求める - 質問解決D.B.(データベース)

2024年度 共通テスト解説 化学 第5問 問2 質量分析法-金属試料のAg含有量を同位体の存在比を利用して求める

問題文全文(内容文):
ある金属試料$X$中に含まれる銀$Ag$の物質量を求めるため、
次の実験Ⅰ, Ⅱを行った。
金属試料$X$中に含まれていた $Ag$の物質量は何$mol$か。
最も適当な数値を後の①~④のうちから一つ選べ。

実験Ⅰ $X$をすべて硝酸に完全に溶解させ$200mL$とした。
この溶液中の$^{107}Ag$と$^{109}Ag$の物質量の割合を
質量分析法により求めたところ、$^{107}Ag$が $50.0%, ^{109}Ag$が$50.0%$であった。


実験Ⅱ 実験Ⅰで調製した溶液から$100ml$を取り分け、
それに $^{107}Ag$の物質量の割合が$100%$である$Ag$粉末を$5.00 \times 10^{-3}/mol$添加し、完全に溶解させた。
この溶液中の$^{107}Ag$と$^{109}Ag$の物質量の割合を質量分析法により求めたところ、
$^{107}Ag$が$75.0%, ^{109}Ag$が$25.0%$であった。

①$1.00 \times 10^{-3}$
②$5.00 \times 10^{-3}$
③$1.00 \times 10^{-2}$
④$5.00 \times 10^{2}$
単元: #化学#化学基礎2ー物質の変化#大学入試過去問(化学)#物質量と濃度#共通テスト#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):
ある金属試料$X$中に含まれる銀$Ag$の物質量を求めるため、
次の実験Ⅰ, Ⅱを行った。
金属試料$X$中に含まれていた $Ag$の物質量は何$mol$か。
最も適当な数値を後の①~④のうちから一つ選べ。

実験Ⅰ $X$をすべて硝酸に完全に溶解させ$200mL$とした。
この溶液中の$^{107}Ag$と$^{109}Ag$の物質量の割合を
質量分析法により求めたところ、$^{107}Ag$が $50.0%, ^{109}Ag$が$50.0%$であった。


実験Ⅱ 実験Ⅰで調製した溶液から$100ml$を取り分け、
それに $^{107}Ag$の物質量の割合が$100%$である$Ag$粉末を$5.00 \times 10^{-3}/mol$添加し、完全に溶解させた。
この溶液中の$^{107}Ag$と$^{109}Ag$の物質量の割合を質量分析法により求めたところ、
$^{107}Ag$が$75.0%, ^{109}Ag$が$25.0%$であった。

①$1.00 \times 10^{-3}$
②$5.00 \times 10^{-3}$
③$1.00 \times 10^{-2}$
④$5.00 \times 10^{2}$
投稿日:2024.02.01

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◎鉄と硫黄の反応について、次の実験(1)、(2)、(3)を順に行った。

(1)2本の試験管A、Bに、
それぞれ鉄の粉末4.2gと硫黄の粉末3.0gをよく混合した粉末を入れた。
試験管Bを、図のように脱脂綿でゆるく栓をして加熱すると、
混合した粉末の一部が赤くなった。
反応が始まったところで加熱をやめても反応は進み、試験管の中に黒い物質が残った。
その後、十分に冷ましたところ、
試験管Bの内壁には黄色の物質が付いていることが確認できた。

(2)試験管Aの粉末と試験管Bの黒い物質に、
それぞれ試験管の外側から磁石を近づけたところ、
磁石が引きつけられるようすに違いがみられた。

(3)試験管Aの粉末と試験管Bの黒い物質を、それぞれ別の試験管に少量とり、
それぞれにうすい塩酸を加えたところ、 ともに気体が発生した。
試験管Bの黒い物質から発生した気体は特有のにおいがした。

①実験(1)で起きた化学変化を、化学反応式で書きなさい。

②実験(2)で、磁石が強く引きつけられたのは試験管A、Bのどちらか、
記号で書きなさい。

③ 実験(3)で試験管Bから発生した気体の名前を書きなさい。
また、この気体のにおいのかぎ方を簡単に書きなさい。

④実験(1)の後、試験管Bで反応せずに残った硫黄は何gか。
ただし、鉄と硫黄は7:4の質量の比で反応し、
鉄はすべて反応したものとする。

図は動画内参照
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