元素分析【高校化学・化学基礎一問一答】

2018年9月21日2023年6月23日

はじめに

【プロ講師解説】化学のグルメでは、高校化学・化学基礎の一問一答問題を公開しています。問題一覧は【スマホで出来る】一問一答（高校化学・化学基礎）でご覧下さい。

問1

化合物中の元素の組成を調べて、組成式を決定する操作を【１】という。

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解答：【１】元素分析

化合物中の元素の組成を調べて、組成式を決定する操作を元素分析という。

参考：元素分析（装置の原理・計算問題の解法など）

問2

【１】剤であるCuOは、試料の不完全燃焼を防ぐために用いられる。

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解答：【１】酸化

酸化剤であるCuOは、試料の不完全燃焼を防ぐために用いられる。

参考：元素分析（装置の原理・計算問題の解法など）

問3

塩化カルシウムCaCl₂は【１（酸 or 塩基 or 中）】性の乾燥剤であり【２】のみを吸収する。

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解答：【１】中【２】水H₂O

塩化カルシウムCaCl₂は中性の乾燥剤であり水H₂Oのみを吸収する。

参考：【乾燥剤】酸性・中性・塩基性の乾燥剤一覧や分類・仕組みなど
参考：元素分析（装置の原理・計算問題の解法など）

問4

ソーダ石灰（NaOH+CaO）は【１（酸 or 塩基 or 中）】性の乾燥剤なので、酸性気体である【２】が吸収される。

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解答：【１】塩基【２】二酸化炭素CO₂

ソーダ石灰（NaOH+CaO）は塩基性の乾燥剤なので、酸性気体である二酸化炭素CO₂が吸収される。

参考：元素分析（装置の原理・計算問題の解法など）

問5

炭素、水素、酸素よりなる有機化合物4.88mgを完全燃焼させ、元素分析を行った。その結果、燃焼した気体が通過した後の塩化カルシウムを詰めた吸収管の重量は3.60mg増え、ソーダ石灰を詰めた吸収管の重量は14.08mg増えた。この有機化合物の組成式を求めよ。

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解答：C₈H₁₀O

\[ \begin{align} & \mathrm{C：H：O} \\
&\mathrm{=\frac{ 14.08×\frac{ 12 }{ 44 } }{ 12 } ： \frac{ 3.60×\frac{ 2 }{ 18 } }{ 1 } ： \frac{ 4.88-(14.08×\frac{ 12 }{ 44 }+3.60×\frac{ 2 }{ 18 }) }{ 16 }} \\
&\mathrm{=0.32：0.4：0.04} \\
&\mathrm{=8：10:1} \end{align} \]

参考：元素分析（装置の原理・計算問題の解法など）

問6

ある有機化合物10mgを完全燃焼させたところ、二酸化炭素23.3mg、水12.2mgが得られ、残りは酸素であった。この有機化合物の組成式を求めよ。

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解答：C₄H₁₀O

\[ \begin{align} & \mathrm{C：H：O} \\
&\mathrm{=\frac{ 23.3×\frac{ 12 }{ 44 } }{ 12 } ： \frac{ 12.2×\frac{ 2 }{ 18 } }{ 1 } ： \frac{ 10-(23.3×\frac{ 12 }{ 44 }+12.2×\frac{ 2 }{ 18 }) }{ 16 } }\\
&\mathrm{≒0.53：1.35：0.14} \\
&\mathrm{≒4：10:1} \end{align} \]

参考：元素分析（装置の原理・計算問題の解法など）

問7

炭素、水素、酸素、窒素からなる有機化合物がある。元素分析値は炭素45.6%、水素8.8%、窒素13.6%である。この有機化合物の組成式を求めよ。

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解答：C₄H₉NO₂

\[ \begin{align} & \mathrm{C：H：N：O} \\
&\mathrm{=\frac{ 45.6 }{ 12 } ： \frac{ 8.8 }{ 1 } ： \frac{ 13.6 }{ 14 } ： \frac{ 100-(45.6+8.8+13.6) }{ 16 } }\\
&\mathrm{≒3.8：8.8：0.97：2} \\
&\mathrm{≒4：9:1：2} \end{align} \]

参考：元素分析（装置の原理・計算問題の解法など）