2013年豊島岡中学の問題です。
次の反応1～反応4を参考にして、以下の問いに答えなさい。ただし、割り切れない場合は、小数点以下第2位を四捨五入して第1位まで答えること。
反応1
炭酸水素ナトリウム84gを加熱して完全に分解させると炭酸ナトリウムという固体53gと二酸化炭素22gと水になります。
炭酸水素ナトリウム → 炭酸ナトリウム ＋ 二酸化炭素 ＋ 水
84g 53g 22g
反応2 二酸化炭素22.4L（44g）をすべて石灰水と反応させると、100gの白い固体ができます。
反応3 炭酸水素ナトリウム84gを、十分な量の塩酸と反応させると二酸化炭素44gを発生します。
反応4 炭酸ナトリウム53gを、十分な量の塩酸と反応させると二酸化炭素22gを発生します。
（1）反応1において、炭酸水素ナトリウム水溶液にフェノールフタレイン溶液を数滴加えると、薄い赤色を示しました。一方、加熱後にできた炭酸ナトリウムを水に溶かした水溶液にフェノールフタレイン溶液を数滴加えると、濃い赤色を示しました。このことから推測できることとして、最も適切なものを次のあ～おから1つ選び、記号で答えなさい。
あ、炭酸ナトリウムの方が、アルカリ性が強い物質である。
い、炭酸ナトリウムの方が、アルカリ性が弱い物質である。
う、炭酸ナトリウムの方が、酸性が強い物質である。
え、炭酸ナトリウムの方が、酸性が弱い物質である。
お、炭酸ナトリウムIも 中性の物質である。
（2）炭酸水素ナトリウム4.2gを加熱して完全に分解させ、すべて炭酸ナトリウムに変化させました。できた固体すべてを試験管に入れ、さらに水を加えて50gの水溶液をつくりました。この水溶液の濃度は何％か答えなさい。
（3）炭酸水素ナトリウム42gを加熱して完全に分解させ、すべて炭酸ナトリウムに変化させたとすると、（ ア ）Lの二酸化炭素が発生して、これをすべて石灰水に通すと（ イ ）gの白い固体ができると考えられます。
（ア）、（イ）に適する数字を答えなさい。
（4）炭酸水素ナトリウム42gを（3）のように実験したところ、実際には白い固体が20gしかできませんでした。発生した二酸化炭素はすべて石灰水と反応したとすると、反応せずに残っている炭酸水素ナトリウムは（ ウ ）gということになります。また、炭酸水素ナトリウムがに加熱され完全に分解したとすると、石灰水と反応せずに逃げてしまった二酸化炭素は（ エ ）gということになります。
（ウ）と（エ）に適する数字を答えなさい。
（5）炭酸水素ナトリウム42gを試験管に入れ加熱しました。試験管が冷えてから塩酸を十分に加え、発生した二酸化炭素をすべて石灰水と反応させたところ、40gの白い固体ができました。炭酸水素ナトリウム42gのうち何gが炭酸ナトリウムに変化したか答えなさい。ただし、加熱によって発生した二酸化炭素は白い固体ができる反応においては考えなくてよいものとします。
炭酸水素ナトリウムは重曹のことです。炭酸水素ナトリウムを加熱して得られるのが炭酸ナトリウムで、炭酸ナトリウムは入浴剤で泡が出るものなどに使われます。が、今回の問題は特に性質の問題ではなく、比例関係で解いていく、というのがテーマです。
まず（１）はフェノールフタレイン溶液はアルカリ性の指示薬です。濃い赤色になるということは、アルカリ性が強いということなので、炭酸ナトリウムの方がアルカリ性が強いということになります。
（答え）ア
（２）反応１から炭酸水素ナトリウム84ｇから炭酸ナトリウム53gと二酸化炭素22gができます。
炭酸水素ナトリウム4.2gですからちょうど20分の1なので、炭酸ナトリウムは53÷20＝2.65g
全体が50gですから2.65÷50×100＝5.3％
（答え）5.3％
（３）炭酸水素ナトリウム42ｇですから反応１の半分です。したがってできる二酸化炭素は22g÷2＝11g
二酸化炭素は44gで22.4Lですから11gはその4分の1なので22.4÷4＝5.6L ・・・（ ア ）
反応２の4分の1ですから白い固体も100÷4＝25gになります。・・・（ イ ）
（答え）ア 5.6L イ 25g
（４）白い固体が20gしかできなかったので、反応した二酸化炭素は44×20/100＝8.8g
これは反応１の8.8÷22＝0.4倍になるので、反応した炭酸ナトリウムは84×0.4＝33.6g
したがって反応しなかったのは42－33.6＝8.4g・・・（ ウ ）
また全部反応していれば二酸化炭素は11gできているので、反応した二酸化炭素は8.8gですから逃げた二酸化炭素は
11－8.8＝2.2g・・・（ エ ）になります。
（答え）ウ 8.4g エ 2.2g
（５）白い固体が40gできたので、二酸化炭素は44×40/100＝17.6g反応しました。
42gの炭酸水素ナトリウムのうち【84】gが加熱して反応すると炭酸ナトリウム【53】ｇができますから、反応４より【22】gの二酸化炭素ができます。
一方炭酸水素ナトリウム（84）gからは（44）gの二酸化炭素が出るので、
【22】＋（44）＝17.6g ・・・（二酸化炭素の量）
【84】＋（84）＝42g・・・（炭酸水素ナトリウムの量）
ということになります。
二酸化炭素の量は 【1】＋（2）＝0.8g 炭酸水素ナトリウムの量は 【1】＋（1）＝0.5gですから （1）＝0.3g 【1】＝0.2g になるので
【84】＝0.2×84＝16.8gになります。
（答え）16.8g
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