2021年度 桜蔭中学過去問【理科】大問3解説

硫酸銅という固体を水にとかし、硫酸銅水溶液をつくりました。

問1
上皿てんびんの使い方として正しいものをすべて選びなさい。
ア:使う前に、針が中央で静止するまで必ず待ち、つり合っているかを確認する。
イ:上皿てんびんは水平な台の上に置いて使う。
ウ:硫酸銅の固体の重さをはかるとき、右ききの人は、右の皿に硫酸銅をのせる。
エ:5gの硫酸銅をはかりとるとき、左ききの人は、
 左の皿に硫酸銅を少しずつのせていき、おもりとつり合わせる。
オ:使った後は、左右に皿をのせてつりあった状態で片付ける。

問2
図は、上皿てんびんを使って、
ある重さの硫酸銅の固体をはかりとろうとしているときのようすです。

(1)左の皿にのっているおもりを何といいますか。ひらがな4文字で答えなさい。

(2)この状態では正確に硫酸銅をはかりとることができません。
正しくはかりとるにはどのようにしたらよいですか、簡単に説明しなさい。
ただし、上皿てんびんやおもりは変えないものとします。

問3
水の体積を100mLのメスシリンダーではかると図1のようになりました。
メスシリンダーに入った水の体積は何mLですか。
また、目もりを読み取るときの目の位置を図2から選びなさい。

 硫酸銅は、30℃の水100gに25gまでとけます。また、水を取りこんだ状態の固体である「硫酸銅五水和物」というものもあります。硫酸銅五水和物に含まれる硫酸銅と水の割合は一定です。たとえば、硫酸銅五水和物25gには、硫酸銅16gと水9gがふくまれています。この硫酸銅五水和物25gを100gの水にとかした水溶液は、硫酸銅16gを水109gにとかしたものと同じ濃さになります。以下の問いの答えなさい。ただし、割り切れない場合は、小数第2位を四捨五入して小数第1位で答えなさい。

問4
硫酸銅15gを30℃の水75gにとかしました。
この硫酸銅水溶液の濃さは何%ですか。

問5
硫酸銅五水和物15gを30℃の水75gにとかしました。
(1)このとき、水溶液中の水は何gですか。

(2)この硫酸銅水溶液の濃さは何%ですか。

問6
30℃の水50gを用意し、ある量の硫酸銅五水和物をとかすと、とけ残りができました。
その後、この水溶液をろ過しました。
(1)ろ過した後のろ紙を広げたとき、とけ残った固体はどのようにろ紙についていますか。
正しいものを選びなさい。
ただし、点線はろ過をしたときのろ紙の折り目、灰色の部分は固体を示しています。

(2)
ろ紙を通った水溶液の濃さは何%ですか。
ただし、温度は30℃のままであるとします。


@解説@
問1:イ・エ
ア:少し揺らして、針が左右に等しく振れるように
調節ねじで調整する。
イ:傾いたところで良いワケがない。
ウ:利き手の方で操作する。ある物質の重さを量るとき、右利きなら右側で分銅を操作。
エ:ある物質を量りとるとき、左利きなら左側で物質の量を操作。
オ:一方に左右の皿を重ねる。ナイフエッジの磨耗を防ぐため。

おもしろ理科より。
上皿てんびんは揺れやすいよう、接続部にナイフエッジとよばれる鋭い刃のようなものがある。
保管中に何かの拍子で天秤が無駄に揺れると、ナイフエッジが磨耗して計測に支障をきたす。

問2(1)ふんどう
「ぶんどう」じゃないよ!( ‘д’⊂彡☆))Д´) パーン
問題作成者はその誤答を狙ってます。

(2)左の皿にも同じ薬包紙をのせる。

分銅をじかに乗せていることに違和感を覚えよう。
同じ薬包紙でないと重さが狂う。

(3)体積―58.0mL、位置―イ
下の液面を正面からみる。
メスシリンダーの目盛りは10分の1までを目分量で読み取る

問4:16.7%
硫酸銅は30℃の水100gに25gまで溶ける。
30℃水75gでは、25×75/100=18.75g溶ける。
⇒ということは、15gすべて溶けている
濃度は、15÷90×100=16.66…≒16.7%

問5(1)80.4g
〔硫酸銅五水和物15gに含まれる水〕+水75g。
硫酸銅五水和物25gに水は9g含まれ、両者の割合は一定。
(つまり、硫酸銅五水和物の質量比を㉕とすると、水は⑨、硫酸銅⑯)
15×⑨/㉕+75=5.4+75=80.4g

(2)10.7%
〔硫酸銅五水和物25g=硫酸銅16g+水9g〕を水100gに溶かしたものは、
硫酸銅16gを水109gに溶かしたものと同じ濃さ。
硫酸銅五水和物に含まれる水は、そのまま水としてカウントすればいい

前問より、硫酸銅五水和物に含まれる水が5.4gだったので、
硫酸銅は15-5.4=9.6g
9.6÷90×100=10.66…≒10.7%

問6(1)イ

Exameeより。四つ折りにしてコップ状にする。
隣り合う2面がじかに触れるところ。

(2)20%
ろ紙に溶け残りがでたということは飽和水溶液である。
硫酸銅は30℃の水100gに25g溶けるから、25÷125×100=20%

@@@@@
水和物とは水分子
が結合した物質。結合した水は水和水という。
高校化学で習う代表的な水和物が硫酸銅五水和物である。

NPS(中川個人特訓教室)塾長より。
無水の硫酸銅(CuSo4)は白い粉末だが、水に溶かすと青色に変わる。
このとき、5個の水分子が結合して硫酸銅五水和物(CuSO4・5H2O)になる。
水和物の問題では、溶質とくっついた水和水も
溶媒と考える。
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