大学入学共通テスト（理科） 過去問
令和4年度（2022年度）追・再試験
問36 (化学基礎（第2問） 問2（2）)

実験Ⅱより読み取れるのは、用いたSrCO₃と加熱後に残った固体の質量（この場合SrO）とCO₂の質量には規則性があるということです。

例えば用いたSrCO₃の質量が0.570gの場合、生じたSrOは表1より0.400gということになりますので、CO₂は0.570gー0.400g＝0.170g生じていることになります。

ここでSrの原子量をxとすると、式⑴の反応から分かるようにSrOとCO₂の物質量の比は1:1となるから

0.400g/（x＋16）g＝0.170g/44g

これをxについて解くと、x＝87.5となり、選択肢の中からSrの原子量は88となることが分かります。

CO₂の質量は、表1より以下のようにまとまります。

CO₂の質量

=SrCO₃の質量−SrOの質量 

＝0.570g−0.400g 

=0.170 g

次に、CO₂の物質量を求めます。

CO₂の物質量

=0.170g÷44g/mol 

=3.86×10⁻³mol

式（1）より、SrOの物質量はCO₂の物質量と等しくなります。したがって、SrOの物質量は3.86×10⁻³molです。

SrOのモル質量を求めます。

SrOのモル質量

=0.400g÷3.86×10⁻³mol 

=104g/mol

モル質量＝原子量なので、SrOの原子量は104です。したがって、Srの原子量は以下のように求まります。

Srの原子量

=SrOの原子量-Oの原子量

=104-16

=88

SrCO₃→SrO+CO₂

この反応式について、不明なSrの原子量をXとすると
SrCO₃の分子量は60+X、SrOの分子量は16+Xと表すことができます。

問題文より、今回の実験ではすべてのSrCO₃が反応しているので
SrCO₃とSrOのモル比は1:1であることがわかります。
CO₂は気体のため、加熱後に残った固体=SrOです。

SrCO₃のモル数：SrOのモル数=1:1のため
0.570/(60+X)：0.400/(16+X)=1:1　という式が成り立ちます。
この式を解くと
0.57X+9.12=0.4X+24
0.17X=14.88
X≒87.53

よって答えは88です。