化学基礎の問題解説：金属の原子量、平均分子量、純度の求め方

化学基礎における問題で、金属の原子量や平均分子量、不純物の含有量を求める問題はよく出題されます。本記事では、実際の問題を例に解説し、どのように計算すればよいかをステップバイステップで説明します。

問題1: 金属Mの原子量を求める方法

まず、金属Mの酸化物M₂O₃ 10.2gを還元すると、Mの単体が5.4g得られるという問題を考えます。この問題では、金属Mの原子量を求める必要があります。

まず、金属Mのモル数を計算します。酸化物M₂O₃から金属Mを還元する反応では、M₂O₃から2モルのMが得られます。還元後に得られたMの質量から原子量を求める計算方法を確認しましょう。

次に、二酸化硫黄と酸素が2:3の割合で混合した気体の平均分子量を求める問題です。このような問題では、まず個々の気体のモル質量を求め、次にその比率に応じた平均分子量を計算します。

二酸化硫黄（SO₂）のモル質量は64.1 g/mol、酸素（O₂）のモル質量は32.0 g/molです。2:3の割合で混合された気体の平均分子量は、加重平均を使って計算できます。

最後に、不純物を含むアルミニウムの粉末が与えられ、その純度を求める問題を解説します。この場合、アルミニウムが希硫酸と反応して水素を発生させる反応を使います。

反応式は次の通りです。2Al + 3H₂SO₄ → Al₂(SO₄)₃ + 3H₂。水素の発生量からアルミニウムのモル数を求め、そのモル数と質量から純度を計算します。

これらの問題は、化学の基本的な計算を含んでいます。金属Mの原子量を求めるには質量比を、平均分子量は混合物の比率を使い、アルミニウムの純度は反応から得られるデータをもとに計算します。

それぞれの問題で用いた計算方法を確認していくと、化学基礎の問題に対する理解が深まります。これらの問題を解けるようになることで、化学の基礎力がさらに向上します。

化学基礎の問題は、計算力を養うために非常に重要です。金属の原子量や平均分子量、不純物の純度を求める問題を通して、化学反応の理解を深め、実際に計算ができるようになることが目標です。