H27年 水質有害物質特論 問3 問題と解説

還元剤として鉄を用いた場合のクロム酸還元の反応式は、

と表される。このとき、CrO₃換算で1kgのクロム酸を還元するのに要する還元剤の理論必要量(kg)として、適切なものはどれか。ただし、Cr、O、Fe、Sの原子量は、それぞれ52、16、56、32とする。

1. 0.16
2. 0.56
3. 1.02
4. 2.94
5. 5.60

 

 

 

 

 

　解 説　　　　

まず、還元剤というのは鉄(Fe)のことです。反応前に酸化数が0であったものが、反応後の酸化数が+3になっていることからもわかります。次に、CrO₃の分子量は

です。よって、100gで1molなので、1kg(1000g)だと10molあることがわかります。CrO₃が10molあるとき、その成分であるCrも同様に10molあります。

ここで、問題文にある反応式の反応前の部分(矢印の左側)を見ると、Cr2molとFe2molとが反応していることがわかります。つまり、CrとFeは等量で反応するため、Crが10molあれば、Feも10mol使われます。Feの分子量は問題文より56なので、それが10mol分で、

が答えになります。