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豊島岡女子学園中学校 理科 問題解説★2015年(H27年)

2015.06.01 12:51|入試問題分析(理科)
こんにちは。今日は2015豊島岡女子学園中学の理科第2問(3)~(6)の解説をしてまいります。

第2問 化学 化学反応と量的関係
油を多く含むお菓子は酸素と結びつきやすいため、酸素を取り除くための物質(脱酸素剤)が入っていることがあります。鉄は酸素と結びつきやすい性質があるため、脱酸素剤に鉄が用いられることがあります。あるとき、脱酸素剤の効率をあげる研究のために大型のものを作っていると、脱酸素剤が非常に熱くなっていました。これがきっかけで、携帯用カイロが発明されたそうです。携帯用カイロには鉄、塩、活性炭などが含まれています。携帯用カイロが熱くなるのは鉄が酸素と結びつくからです。以下の問に答えなさい。


(3)携帯用カイロが空気中の酸素と反応して、使用後の重さが使用前と比べて5g増えていました。この携帯用カイロには使用後何gの酸化鉄が含まれているでしょうか。小数点以下第2位を四捨五入して第1位まで答えなさい。
〈実験1〉ある新品の携帯用カイロから中身を取り出し、その重さが時間とともにどのように変化していくかを調べたところ、次の表のようになりました。

2015no.png

(4)使用前の携帯用カイロに含まれる鉄の割合は何%でしょうか。小数点以下1位を四捨五入して整数で答えなさい。
〈実験2〉2つの袋を用意し、それぞれに鉄の割合が60%のカイロの中身17.5gを入れました。さらに、4.9Lの空気を入れたものを袋①、4.9Lの酸素を入れたものを袋②として袋を閉じました。以下の問に答えなさい。ただし、空気は体積比で窒素:酸素=4:1の気体とします。また、酸素1gの体積は0.7Lとし、鉄と酸化鉄の体積は小さく、考えなくてもよいものとします。体積はすべて同じ温度で測定しているものとします。

(5)十分に時間が経過したあと、袋②の中に含まれるすべての物質の重さの総和は何gでしょうか。小数点以下第3位を四捨五入して第2位まで答えなさい。
(6)十分に時間が経過したあと、袋②の中に含まれるすべての物質の重さの総和は何gでしょうか。小数点以下第2位を四捨五入して第1位まで答えなさい。


(3) 鉄に酸素3gが反応して酸化鉄10gができるので、5gの酸素が反応すると、10×5/3=16.66...⇒16.7g 答16.7g

(4) 12時間後以降、カイロの重さに変化がないので、酸素は52-40=12g結びついたことが分かります。鉄7gに酸素3gが結びつくので、使用前のカイロに含まれる鉄の重さは7×12/3=28g、含まれる割合は100×28/40=70%になります。答 70%

(5) カイロに含まれる鉄の重さは17.5×0.6=10.5g、袋①には酸素が4.9×1/5=0.98Lより、0.98/0.7=1.4g、袋②には4.9Lより、4.9/0.7=7g含まれます。鉄10.5gには酸素が3×10.5/7=4.5gまで結びつくことができますので、袋①は窒素が4.9×4/5=3.92L、袋②は酸素が7-4.5=2.5gより2.5×0.7=1.75L残ります。答 袋①3.92L、袋②1.75L

(6) 反応前の物質の重さの合計=反応後の物質の重さの合計より17.5+4.9/0.7=17.5+7=24.5g 答 24.5g

豊島岡女子学園中学の理科の問題は、標準的な問題で構成されていますが、考え方によっては時間のかかる設問が随所にちりばめられているので、試験時間内に完答するには相当訓練を積まねばなりません。基本事項が一通り学習できたら、どうすれば素早く解答できるかを意識しつつ問題演習に励んでください。(和)
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