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マグネシウム4.8gを燃焼させて酸化マグネシウムにした。酸素の原子量は16、マグネシウムの原子量は24とする。以下の問いに答えよ。 (1) マグネシウムの燃焼を化学反応式で表せ。 (2) マグネシウム4.8gを完全に燃焼させるのに必要な酸素は何molか。 (3) (2)で生じた酸化マグネシウムは何gか。 (4) マグネシウム4.8gと酸素2.4gの反応で生じる酸化マグネシウムは何gか。

その他化学物質量化学反応式原子量モル質量密度
2025/7/24
## 問題の解答
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9. マグネシウムの燃焼

1. **問題の内容**

マグネシウム4.8gを燃焼させて酸化マグネシウムにした。酸素の原子量は16、マグネシウムの原子量は24とする。以下の問いに答えよ。
(1) マグネシウムの燃焼を化学反応式で表せ。
(2) マグネシウム4.8gを完全に燃焼させるのに必要な酸素は何molか。
(3) (2)で生じた酸化マグネシウムは何gか。
(4) マグネシウム4.8gと酸素2.4gの反応で生じる酸化マグネシウムは何gか。

2. **解き方の手順**

(1) マグネシウムの燃焼の化学反応式
マグネシウム(Mg)と酸素(O2)が反応して酸化マグネシウム(MgO)が生成される。
係数を調整して、以下のようになる。
2Mg+O2→2MgO2Mg + O_2 \rightarrow 2MgO
(2) マグネシウム4.8gを完全に燃焼させるのに必要な酸素の物質量
マグネシウムのモル質量は24g/molなので、4.8gのマグネシウムの物質量は
4.8g/24g/mol=0.2mol4.8g / 24g/mol = 0.2mol
反応式より、2molのマグネシウムに対して1molの酸素が必要なので、0.2molのマグネシウムに対して必要な酸素は
0.2mol/2=0.1mol0.2mol / 2 = 0.1mol
(3) (2)で生じた酸化マグネシウムの質量
反応式より、2molのマグネシウムから2molの酸化マグネシウムが生成される。したがって、0.2molのマグネシウムから0.2molの酸化マグネシウムが生成される。
酸化マグネシウムのモル質量は 24+16=40g/mol24 + 16 = 40g/mol なので、0.2molの酸化マグネシウムの質量は
0.2mol∗40g/mol=8g0.2mol * 40g/mol = 8g
(4) マグネシウム4.8gと酸素2.4gの反応で生じる酸化マグネシウムの質量
マグネシウムは0.2molであることはすでに計算した。
酸素のモル質量は32g/molなので、2.4gの酸素の物質量は
2.4g/32g/mol=0.075mol2.4g / 32g/mol = 0.075mol
反応式より、2molのマグネシウムに対して1molの酸素が必要である。0.2molのマグネシウムに対して0.1molの酸素が必要なので、酸素が不足している。
したがって、酸素がすべて反応すると仮定すると、生成する酸化マグネシウムの物質量は、酸素の物質量の2倍となるため、
0.075mol∗2=0.15mol0.075mol * 2 = 0.15mol
生成する酸化マグネシウムの質量は
0.15mol∗40g/mol=6g0.15mol * 40g/mol = 6g

3. **最終的な答え**

(1) 2Mg+O2→2MgO2Mg + O_2 \rightarrow 2MgO
(2) 0.1 mol
(3) 8 g
(4) 6 g
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1

0. カルシウム原子と銅原子

1. **問題の内容**

(1) カルシウム原子の平均の質量は、炭素12の原子の質量の3.3倍である。カルシウムの原子量を求めよ。
(2) 銅Cuの結晶では、その体積4.8×10−23cm34.8 \times 10^{-23} cm^3の中に4個の割合でCu原子が含まれている。また、銅の結晶の密度は8.9g/cm3cm^3である。Cu原子1個の質量およびCuの原子量を計算せよ。

2. **解き方の手順**

(1) カルシウムの原子量
炭素12の原子量は12なので、カルシウムの原子量は
12∗3.3=39.612 * 3.3 = 39.6
(2) Cu原子1個の質量とCuの原子量
体積4.8×10−23cm34.8 \times 10^{-23} cm^3の中に4個のCu原子が含まれているので、この体積の質量は
4.8×10−23cm3∗8.9g/cm3=4.272×10−22g4.8 \times 10^{-23} cm^3 * 8.9 g/cm^3 = 4.272 \times 10^{-22} g
したがって、Cu原子1個の質量は
4.272×10−22g/4=1.068×10−22g4.272 \times 10^{-22} g / 4 = 1.068 \times 10^{-22} g
1molのCu原子の質量は6.022×10236.022 \times 10^{23}個のCu原子の質量に等しいので、Cuの原子量は
1.068×10−22g∗6.022×1023=64.315≈64.31.068 \times 10^{-22} g * 6.022 \times 10^{23} = 64.315 \approx 64.3

3. **最終的な答え**

(1) 39.6
(2) Cu原子1個の質量: 1.068×10−221.068 \times 10^{-22} g , Cuの原子量: 64.3

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