毒物劇物取扱責任者試験の金属Xの原子量を求める問題の解説

毒物劇物取扱責任者試験では、化学の基本的な計算問題が出題されることがあります。今回の問題では、金属Xの酸化物X2O3を水素で還元した際の質量比から金属Xの原子量を求める問題です。この問題の解き方を詳しく解説します。

問題の整理と与えられた情報

まず問題を整理しましょう。金属Xの酸化物X2O3を水素で還元すると、酸化物は酸素を全て失って質量が70%になります。酸素原子のモル質量は16g/molです。この情報を基に金属Xの原子量を求めます。

与えられた情報から、酸化物X2O3の質量が70%に減少したことから、金属Xの質量と酸素の質量の比を求める必要があります。酸化物X2O3の式をもとに、質量の変化を計算する方法を探ります。

金属Xの質量と酸素の質量の比

金属Xの酸化物X2O3における酸素の質量は、酸素原子が3個存在するため、酸素の質量は3×16g/molとなります。したがって、酸素のモル質量は48g/molです。

酸化物X2O3の質量のうち酸素が占める割合を求め、残りの部分が金属Xの質量となります。酸化物が水素で還元され、酸素が全て失われた後の質量が70%になるということは、金属Xの質量が70%に相当することを意味します。この比率を用いて、金属Xの原子量を計算します。

計算方法と答え

酸化物の元々の質量における酸素の質量は48g/molです。酸化物が水素で還元され、酸素が全て失われた場合、残る金属Xの質量は酸化物全体の70%となります。したがって、金属Xの質量を求めるために、酸素の質量と金属Xの質量の比を用いて計算を行います。

計算の結果、金属Xの原子量は「25」と求められることがわかります。このため、正解は選択肢の2番、25となります。

まとめ

この問題では、金属Xの酸化物X2O3を水素で還元した際の質量比を使って金属Xの原子量を求めました。酸素のモル質量や質量比を適切に計算することで、金属Xの原子量を求めることができました。試験問題では、このような計算問題がよく出題されるため、質量比やモル質量を用いた計算方法をしっかり理解しておくことが重要です。