📈 実験内容

  • 水酸化ナトリウム水溶液 20 cm³塩酸(A〜C cm³) を加え、

  • 混合後に水分を蒸発させ、その 残った固体の重さをグラフに記録。

グラフの典型的な形(中和実験)から、いくつかの体積での沈殿残留物(固体の中身)を推定します。


🧪 中和と生成物

中和反応は次の通りです:

NaOH   +   HCl   →   NaCl(固体)   +   H₂O
  • 塩化ナトリウム(NaCl):完全中和したときに生成

  • 水酸化ナトリウム(余り分):NaOHが過剰なら残る


該当の問いに対する具体的解答

問1:塩酸 5 cm³ 加えたとき

  • 仮に NaOH 濃度を 0.1 mol/L とすると、20 cm³には 0.002 mol NaOH が含まれます。

  • 5 cm³の塩酸も同じ濃度とすると、0.0005 mol HCl が反応。

  • 反応に使われる NaOH = 0.0005 mol

  • → 余りの NaOH = 0.002 − 0.0005 = 0.0015 mol

  • 中和で生成する NaCl = 0.0005 mol

  • 質量換算(NaCl=58.5 g/mol):

    • NaCl:0.0005 × 58.5 = 0.029 g

    • NaOH:0.0015 × 40.0 = 0.060 g

答え:NaClは約0.029 g,NaOHは約0.060 g


問2:塩酸 15 cm³ 加えたとき

  • HCl 0.0015 mol、NaOH 0.002 mol → NaOHがすべて反応し、 HClが0.0005 mol余る(酸性余り)

  • 反応に使われた HCl = 0.002 mol と仮定ミス…正確には NaOH 全量、つまり 0.002 mol の HCl が必要 → HCl 過剰

  • → 残留する固体は NaCl のみ(生成量 = 0.002 mol)

  • 質量換算:0.002 × 58.5 = 0.117 g

  • NaOH残留なし

答え:NaClは約0.117 g,NaOHは0 g


問3:異なる混合パターン

① HCl 1 cm³、NaOH 4 cm³

  • HCl:0.0001 mol、NaOH:0.0004 mol

  • 反応後 NaOH 過剰 0.0003 mol → 残留 0.0003 mol NaOH、NaCl は 0.0001 mol

    • NaCl=0.0001×58.5=0.00585 g

    • NaOH=0.0003×40.0=0.0120 g

② HCl 9 cm³、NaOH 12 cm³

  • HCl:0.0009 mol、NaOH:0.00012 mol?

    • 12 cm³なら0.0012 mol

  • → NaOH 全量反応、HCl 過剰 0.0003 mol → 固体は NaCl のみ(0.0012 mol)

    • NaCl=0.0012×58.5=0.0702 g

    • NaOH=0 g


⏺ まとめ表

条件 NaCl(g) NaOH(g)
塩酸5 cm³ 0.029 0.060
塩酸15 cm³ 0.117 0
HCl1 cm³ + NaOH4 cm³ 0.0059 0.0120
HCl9 cm³ + NaOH12 cm³ 0.0702 0

※塩酸・水酸化ナトリウム両溶液の濃度が 0.1 mol/L と仮定しました。


🎥 解説動画

「中学受験 理科 中和② グラフ読み取りと残留物計算」
理数個別チャンネル:https://youtu.be/zoeh7hUBwQU
→ 上記の考え方を丁寧にまとめています。


💡 最後に…

  • 固体残留の重さから「どれだけ中和されたか」だけでなく「どれだけ過剰か」も読み解けます。

  • このタイプの問題は、グラフ活用とモル計算がポイント。

  • 受験に頻出なので、しっかりマスターしましょう!

具体的なグラフ数値があれば、さらに正確に解くことも可能です。いつでも教えてくださいね😊