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基礎化学(化学計算)補講1
練習問題1 濃度計算
1.硫酸銅五水和物(CuSO4・5H20)5gに含まれる硫酸銅の質量(g)はいくらか答えよ.
ただし,原子量は以下の数値を用い,有効数字 3 桁で答えること.原子量:Cu=63.546,
S=32.065,O=15.9994,H=1.00794.
2.硫酸銅五水和物(CuSO4・5H20)5gに含まれる硫酸銅のモル(mol)はいくらか答え
よ.ただし,原子量は以下の数値を用い,有効数字 3桁で答えること.原子量:Cu=63.546,
S=32.065,O=15.9994,H=1.00794.
3.硫酸銅五水和物(CuSO4・5H20)5g を 100g の水に溶かした溶液の質量百分率(%)
はいくらか答えよ.ただし,原子量は以下の数値を用い,有効数字 3 桁で答えること.
原子量:Cu=63.546,S=32.065,O=15.9994,H=1.00794.
4.硫酸銅五水和物(CuSO4・5H20)5g を 20mL の水に溶かした溶液の容量百分率(w/v%)
はいくらか答えよ.ただし,原子量は以下の数値を用い,有効数字 3 桁で答えること.
原子量:Cu=63.546,S=32.065,O=15.9994,H=1.00794.
5.硫酸銅五水和物(CuSO4・5H20)5g を 100g の水に溶かした溶液の容量百分率(w/v%)
はいくらか答えよ.ただし,その溶液の密度を 1.08g/cm3 とする.また,原子量は以
下の数値を用い,有効数字 3 桁で答えること.原子量:Cu=63.546,S=32.065,O=
15.9994,H=1.00794.
6.硫酸銅五水和物(CuSO4・5H20)0.5g を水に溶かし,全量を 20mL にした時のモル
濃度(mol/L)はいくらか答えよ.ただし,原子量は以下の数値を用い,有効数字 3 桁
で答えること.原子量:Cu=63.546,S=32.065,O=15.9994,H=1.00794.
7.硫酸銅五水和物(CuSO4・5H20)5g を 100g の水に溶かした溶液のモル濃度(mol/L)
はいくらか答えよ.ただし,その溶液の密度を 1.08g/cm3 とする.また,原子量は以
下の数値を用い,有効数字 3 桁で答えること.原子量:Cu=63.546,S=32.065,O=
15.9994,H=1.00794.
8.10%食塩水の容量百分率(w/v%)はいくらか答えよ.ただし,その溶液の密度を
1.07g/cm3とする.また,原子量は以下の数値を用い,有効数字 3 桁で答えること.
9.10%食塩水のモル濃度(mol/L)はいくらか答えよ.ただし,その溶液の密度を 1.07
g/cm3とする.また,原子量は以下の数値を用い,有効数字 3 桁で答えること.原子量:
Na=22.98976828,Cl=35.453.
10.1.04mol/L の硫酸銅水溶液(CuSO4)200mL に含まれる硫酸銅(CuSO4)の質量
(g)はいくらか答えよ.ただし,原子量は以下の数値を用い,有効数字 3 桁で答えるこ
と.原子量:Cu=63.546,S=32.065,O=15.9994,H=1.00794.
練習問題1 濃度計算 解答
1.硫酸銅五水和物(CuSO4・5H20)5gに含まれる硫酸銅の質量(g)はいくらか答えよ.
ただし,原子量は以下の数値を用い,有効数字 3 桁で答えること.原子量:Cu=63.546,
S=32.065,O=15.9994,H=1.00794.
分子量:CuSO4=63.546+32.065+15.9994x4=159.6086,H20=1.00794x2
+15.9994=18.01528,CuSO4・5H20=159.6086+18.01528x5=249.685
硫酸銅五水和物(CuSO4・5H20)1分子に対し,CuSO4は 1 分子含まれている.従っ
て,分子量の比から硫酸銅五水和物(CuSO4・5H20)が 249.685gに対し,CuSO4は
159.6086g含まれていることになる.この質量比は普遍(比例している)ので,
硫酸銅五水和物(CuSO4・5H20)が 5g であるとき,以下の比例計算により含まれ
る硫酸銅の質量(g)が求まる.
CuSO4・5H20 CuSO4 CuSO4・5H20 CuSO4
249.685g:159.6086g= 5g:x g
xx159.6086=5x249.685
x = ! ! !"#.!"#!!"#.!"#$"!
=3.19619811≒3.20g
別法
CuSO4の質量は CuSO4・5H20 の質量の!"#.!"#!!"#.!"#
倍であるから,
5gx!"#.!"#!!"#.!"#
=3.19619811≒3.20g
2.硫酸銅五水和物(CuSO4・5H20)5gに含まれる硫酸銅(CuSO4)のモル(mol)はいく
らか答えよ.ただし,原子量は以下の数値を用い,有効数字 3 桁で答えること.原子
量:Cu=63.546,S=32.065,O=15.9994,H=1.00794.
1.の結果より,硫酸銅五水和物(CuSO4・5H20)5gに含まれる硫酸銅の質量(g)
は5gx!"#.!"#!!"#.!"#
gであり,モル(mol)=質量(!)
分子量 (!/!"#)であるから,
! ! ! !"#.!"#!!"#.!"# !
!"#.!"#!=0.020025231≒0.0200=2.00x10-2mol
3.硫酸銅五水和物(CuSO4・5H20)5g を 100g の水に溶かした溶液の質量百分率(%)
はいくらか答えよ.ただし,原子量は以下の数値を用い,有効数字 3 桁で答えること.
原子量:Cu=63.546,S=32.065,O=15.9994,H=1.00794.
質量百分率(%)は溶液全体が 100gの時に溶けている溶質(CuSO4)の質量と定義
される.今,この溶液全体の質量は 5+100g=105g なので,全体が 100g の
時に溶質の硫酸銅(CuSO4)の質量は 3.20gの!"" !!"# !
倍である.
3.20gx!"" !!"# !
=3.047≒3.05%(g/100g)
別法
3.20g:xg=105g:100g
105xx=3.20x100
x = !.!" ! !""!"#
≒3.05%(g/100g)
4.硫酸銅五水和物(CuSO4・5H20)0.5g を水に溶かし,全量を 20mL にした時の容量
百分率(w/v%)はいくらか答えよ.ただし,原子量は以下の数値を用い,有効数字 3
桁で答えること.原子量:Cu=63.546,S=32.065,O=15.9994,H=1.00794.
容量百分率(w/v%)は溶液全体が 100mL の時に溶けている気質(CuSO4)の質量
(g)と定義される.気質の質量(g)と全体の体積(mL)は比例するので,100mL の溶
液には 0.320gの!"" !!" !
倍の硫酸銅が溶けていることになる.
0.320gx!"" !!" !
=1.60w/v%(g/100mL)
別法
0.320g:xg=20g:100g
20xx=0.320x100
x=!.!"# ! !""!"
=1.60w/v%(g/100mL)
5.硫酸銅五水和物(CuSO4・5H20)5g を 100g の水に溶かした溶液の容量百分率(w/v%)
はいくらか答えよ.ただし,その溶液の密度を 1.08g/cm3 とする.また,原子量は以
下の数値を用い,有効数字 3 桁で答えること.原子量:Cu=63.546,S=32.065,O=
15.9994,H=1.00794.
容量百分率(w/v%)は溶液全体が 100mL の時に溶けている気質(CuSO4)の質量(g)
と定義される.密度 1.08g/cm3より,この溶液 1mLの質量は 1.08g であるから,
この溶液 100mL の質量は 1.08gの 100 倍である.
1.08gx!"" !"! !"
=108g
一方,105g中の硫酸銅は1.より,
5gx!"#.!"#!!"#.!"#
=3.19619811≒3.20g
であるから,溶液 100mL 中の硫酸銅の質量(g)は
3.20gx!"# !!"# !
=3.291428571≒3.29w/v%(g/100mL)
6.硫酸銅五水和物(CuSO4・5H20)0.5g を水に溶かし,全量を 20mL にした時のモル
濃度(mol/L)はいくらか答えよ.ただし,原子量は以下の数値を用い,有効数字 3 桁
で答えること.原子量:Cu=63.546,S=32.065,O=15.9994,H=1.00794.
モル濃度は溶液の全量が 1L の時に溶けている基質(CuSO4)のモル数(mol)と定義さ
れる.硫酸銅五水和物(CuSO4・5H20)0.5g に含まれる硫酸銅(CuSO4)のモル数(mol)
は
!.! ! ! !"#.!"#!!"#.!"# !
!"#.!"#!≒2.00x10-3mol
これが溶液 20mL に溶けているので,1L では溶けている基質(CuSO4)は!""" !"!" !"
倍
となる.従って,
2.00x10-3molx!""" !"!" !"
=0.100(mol/L)
7.硫酸銅五水和物(CuSO4・5H20)5g を 100g の水に溶かした溶液のモル濃度(mol/L)
はいくらか答えよ.ただし,その溶液の密度を 1.08g/cm3 とする.また,原子量は以
下の数値を用い,有効数字 3 桁で答えること.原子量:Cu=63.546,S=32.065,O=
15.9994,H=1.00794.
密度 1.08g/cm3より,この溶液 1mLの質量は 1.08g であるから,この溶液 1000mL
の質量は 1.08gの 1000 倍である.
1.08gx!""" !"! !"
=1080g
硫酸銅五水和物(CuSO4・5H20)5g に含まれる硫酸銅(CuSO4)のモル数(mol)は
! ! ! !"#.!"#!!"#.!"# !
!"#.!"#!≒2.00x10-2mol である.
これが溶液 105g に溶けているので,1000mL に溶けている基質(CuSO4)のモル数
は
2.00x10-2molx!"#" !!"# !
=0.20574285≒0.206(mol/L)
8.10%食塩水の容量百分率(w/v%)はいくらか答えよ.ただし,その溶液の密度を
1.07g/cm3とする.また,原子量は以下の数値を用い,有効数字 3 桁で答えること.
容量百分率(w/v%)は溶液全体が 100mL の時に溶けている気質(CuSO4)の質量(g)
と定義される.密度 1.07g/cm3より,この溶液 1mLの質量は 1.07g であるから,
この溶液 100mL の質量は 1.07gの 100 倍である.
1.07gx!"" !"! !"
=107g
基質(NaCl)の質量(g)は全体の質量の 10%であるから
107gx!" !!"" !
=10.7w/v%(g/100mL)
9.10%食塩水のモル濃度(mol/L)はいくらか答えよ.ただし,その溶液の密度を 1.07
g/cm3とする.また,原子量は以下の数値を用い,有効数字 3 桁で答えること.原子量:
Na=22.98976828,Cl=35.453.
分子量:NaCl=22.98976828+35.453=58.44276828
モル濃度は溶液の全量が 1L の時に溶けている基質(CuSO4)のモル数(mol)と定義さ
れる.密度 1.07g/cm3より,この溶液 1mLの質量は 1.07g であるから,この溶液
1000mL の質量は 1.07gの 1000 倍である.
1.07gx!""" !"! !"
=1070g
基質(NaCl)の質量(g)は全体の質量の 10%であるから
1070gx!" !!"" !
=10.7g/L
モル(mol)=質量(!)
分子量 (!/!"#)であるから,
!".! !/!
!".!!"#$%"%(!/!"#)=0.183085098≒0.183(mol/L)
10.1.04mol/L の硫酸銅水溶液(CuSO4)200mL に含まれる硫酸銅(CuSO4)の質量
(g)はいくらか答えよ.ただし,原子量は以下の数値を用い,有効数字 3 桁で答えるこ
と.原子量:Cu=63.546,S=32.065,O=15.9
分子量:CuSO4=63.546+32.065+15.9994x4=159.6086
分子量はある分子 1mol あたりの質量(g)なので,
モル数(mol)x分子量(g/mol)=質量(g)である.
今,溶液全体の容量(mL)が 1000mL の基質 1.04mol が溶けていることになるので,
200mL 中ではその!"" !"!""" !"
倍となる.従って,
1.04mol/Lx!"" !"!""" !"
x159.6086(g/mol)=33.1985888g≒33.2g