答　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　元の問題へ　　


問1の答　　　　　51.1 [kg]


　H₂SO₄のモル質量は

　　　　　　　　　　　　　　　　　　1.0×2 + 32.1×1 + 16.0×4 = 98.1 [g/mol],

　そこで純水硫酸 50 [kg] の物質量 n(H₂SO₄) は

　　　　　　　　　　　　　　　　　n(H₂SO₄) = (50×10³)/98.1 = 0.510×10³ [mol]

　その反応でのバランスされた化学式 (すなわち化学量論的化学式) は

　　　　　　　　　　　　　　CaCO₃(s) + H₂SO₄(aq) → CaSO₄(aq) + H₂O(l) + CO₂(g)

　モル比 CaCO₃：H₂SO₄ は 1：1 で, ゆえに CaCO₃ の物質量 n(CaCO₃) は

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　n(CaCO₃) = n(H₂SO₄) = 0.510×10³ [mol]

　CaCO₃ のモル質量は

　　　　　　　　　　　　　　　　　　40.1×1 + 12.0×1 + 16.0×3 = 100.1 [g/mol]

　したがって, CaCO₃ の質量 m(CaCO₃) は

　　　　　　　　　　　　m(CaCO₃) = 100.1×0.510×10³ = 51.051×10³ (有効数字3桁)

　　　　　　　　　　　　　　　　　 　 = 51.1×10³ [g] = 51.1 [kg].


問2の答

　(1) 炭酸カルシウムを普通のコンテナーで安全に運搬できる。それはほとんど水に不溶で約900℃まで安定である理由による。

　(2) 塩基としての炭酸カルシウムは水酸化ナトリウムよりも危険でない。それは弱塩基で動植物を害さないという理由による。

　(3) 塩基としての炭酸カルシウムはより安価である。それは多量のものが自然界に白墨, 大理石および石灰石として得られる理由による。


Answer of Q1　　　　　51.1 [kg]


　The molar mass of H₂SO₄ is

　　　　　　　　　　　　　　　　　　1.0×2 + 32.1×1 + 16.0×4 = 98.1 [g/mol],

　so the amount of moles of 50 [kg] of pure sulphuric acid, n(H₂SO₄), is

　　　　　　　　　　　　　　　　　n(H₂SO₄) = (50×10³)/98.1 = 0.510×10³ [mol]

　The balanced chemical equation (i.e. stoichiometric chemical equation) for the reaction is

　　　　　　　　　　　　　　　　CaCO₃(s) + H₂SO₄(aq) → CaSO₄(aq) + H₂O(l) + CO₂(g)

　The mole ratio CaCO₃：H₂SO₄ is 1：1 in the equation above, therefore the amount of moles of CaCO₃, n(CaCO₃), is
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　n(CaCO₃) = n(H₂SO₄) = 0.510×10³ [mol]

　The molar mass of CaCO₃ is

　　　　　　　　　　　　　　　　　　40.1×1 + 12.0×1 + 16.0×3 = 100.1 [g/mol]

　Accordingly, the mass of CaCO₃, m(CaCO₃), is

　　　　　　　　　　　　m(CaCO₃) = 100.1×0.510×10³ = 51.051×10³ (3 sig. figs.)

　　　　　　　　　　　　　　　　　 　 = 51.1×10³ [g] = 51.1 [kg].


Answer of Q2

　(1) We can transport safely calcium carbonate solid by an ordinary container because it is almost insoluble in water, and stable up to about 900 ℃.

　(2) Calcium carbonate as base is less dangerous than sodium hydroxide because it is a weak base and does not damage plants and animals.

　(3) Calcium carbonate as base is a lower price because a large amount of it is obtained as chalk, marble, and limestone in nature.