共通テスト（理科） 過去問
令和5年度（2023年度）追・再試験
問23 (化学基礎（第1問） 問8（a）)

貝殻の粉末の量を増やしていくことで、貝殻中のCaCO₃が増えるため、それに伴いCO₂の発生量も増加します。

しかし、あるところからCO₂の発生量が一定となります。これは、CaCO₃をさらに加えてもCO₂が増えないということです。

CaCO₃を反応させるには、HCIが必要です。

したがって、HCIがすべて反応しなくなると、それ以上CaCO₃を加えても反応できません。つまり、グラフが一定になったところでは、塩酸が全て反応していると言えます。

図２から、塩酸がすべて反応した時のCO_２の物質量は、6.0×10^－２molと読み取れます。

反応式から、2molの塩酸から1molのCO_２が発生することが分かります。

そのため、CO₂が6.0×10^－２mol発生した時の塩酸はその２倍なので、

6.0×10^－２×２＝1.2×10^－1mol

となります。

したがって、50mLの塩酸に含まれていたHCIは1.2×10^－1molとなります。

塩酸のモル濃度を求めましょう。

モル濃度＝（溶質の物質量÷溶液の体積（L））

今回は、

・HCI：1.2×10^－1mol

・塩酸：50mL=0.05L

モル濃度＝（1.2×10^－1÷0.05）＝2.4mol/L

よって、塩酸の濃度は、2.4mol/Lとなります。

二酸化炭素の発生量が一定になった時点で、塩酸はすべて反応したと判断できます。

グラフより、発生した二酸化炭素の物質量がら6×10^-2 molのとき、塩酸はすべて反応したと考えられます。

反応式より、二酸化炭素1 molが発生したとき、塩酸2 molが反応することがわかります。

したがって、反応した塩酸50 mL中の物質量は

6×10^-2 mo × 2 = 1.2×10^-1 molです。

すなわち、1 Lあたりでは（1.2×10^-1 mol）× （1000mL/L ÷ 50 mL）= 2.4 mol/Lとなります。

濃度不明の塩酸50mlにCaCO₃を含む貝殻を少しずつ加えて反応させています。

CO₂の発生量が頭打ちになった時点でHClが完全に反応したと読み取ります。

グラフより、発生したCO₂の最大量は6×10^-2molです。

提示されている反応式の係数より2molのHClが反応すると1molのCO₂が発生します。
CO₂が6×10^-2mol発生した時、HClは2×6×10^-2mol=12×10^-2mol反応したことになります。

12×10^-2molのHClが50mlに含まれることになるので
1000mlあたりに、1000ml/50ml×12×10^-2mol=2.4mol含まれる計算になります。

よって塩酸の濃度は2.4mol/Lになります。