中学受験の理科問題：硫酸銅の析出量を求める解法解説

中学受験でよく出題される理科の問題の一つに、溶解度や溶解した物質の析出についての計算問題があります。この問題では、硫酸銅の飽和水溶液を冷却したときに析出する結晶硫酸銅の量を求めることが求められています。問題の解法が難しく感じるかもしれませんが、順を追って解説しますので、ぜひ一緒に解いてみましょう。

問題の確認と必要な情報の整理

まず、問題に記載されている情報を整理しましょう。硫酸銅の溶解度は、20℃で20g、60℃で40gです。結晶硫酸銅25gの中には、16gの硫酸銅と9gの水和水が含まれています。60℃での硫酸銅飽和水溶液100gを20℃に冷却するとき、析出する結晶硫酸銅の量を求めます。

まず、60℃での硫酸銅の溶解度は40g/100gの水となっていることがわかります。これは、100gの水に対して40gの硫酸銅が溶けることを意味します。60℃での飽和水溶液は100gですので、その中に溶ける硫酸銅の量は40gです。

次に、結晶硫酸銅25gの中には、16gの硫酸銅と9gの水和水が含まれていることがわかります。水和水は、硫酸銅と化学的に結びついている水です。従って、実際に溶けている硫酸銅の量は16gです。

次に、60℃から20℃に冷却したときに析出する硫酸銅の量を求めます。60℃での飽和水溶液100gの中には40gの硫酸銅が溶けています。20℃での溶解度は20gなので、冷却後に20gの硫酸銅が析出します。

したがって、60℃の硫酸銅飽和水溶液100gを20℃に冷却したときに析出する硫酸銅は、40g – 20g = 20gとなります。つまり、析出する硫酸銅の量は20gです。