問題情報

単元量的関係
年度2011年度
問題番号化学Ⅰ－第3問－問5
配点4
計算問題○
難易度普通

正解

②　2.24

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解説

　一酸化炭素COによる四酸化三鉄Fe3O4の還元は，次のように表すことが出来ます。
　　　Fe3O4　＋　４CO　→　３Fe　＋　４O2

よって，1molの四酸化三鉄をすべて還元するためには，4molの一酸化炭素が必要です。

　四酸化三鉄の式量は，Fe3O4＝56×3＋16×4＝232です。よって，4.64kg（4640g）の四酸化三鉄の物質量〔mol〕は，次のように求めることが出来ます。
　　　4640g　÷　232g/mol　＝　20.0mol

　一酸化炭素は，四酸化三鉄の4倍の物質量が反応するので，20.0mol×4＝80.0molが必要です。一酸化炭素の分子量CO＝12＋16＝28　より，80.0molの質量は次のように求めることが出来ます。
　　　80.0mol　×　28g/mol　＝　2240g　＝　2.24kg

【別解】
　反応式の係数と式量・分子量より，1molの四酸化三鉄（232g）をすべて還元するために必要な一酸化炭素の質量は4mol（4mol×28g/mol＝112g）です。よって，次の比例の式が成り立ちます。
　　　232g　：　112g　＝　4.64kg　：　x
　　　x　＝　2.24kg

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