| 問1 | a | 未定係数法を用いて不明な係数を調べる。 HNO3 の係数を a 、NO2 の係数を b 、H2O の係数を c とする。 ［反応式］aHNO3 → bNO2 + O2 + cH2O ［Hについて］a = 2c … ① ［Nについて］a = b … ② ［Oについて］3a = 2b + 2 + c … ③ ①より、c = (1/2)a 、②より、b = a 。これらを③に代入して、3a = 2a + 2 + (1/2)a 。これを解くと a = 4 。 したがって、 a = 4 , b = 4 , c = 2 となる。 |
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| 111 ④ 112 ④ 113 ② |
4点 全答 |
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| b | ①（誤）殺菌や消毒に用いられるのは塩素である。 ②（誤）空気に含まれる気体のうち、酸素は体積比で2番目に多い。3番目に多いのはアルゴンである。 ③（正）酸化マンガン（Ⅳ）を触媒として、過酸化水素水から酸素が発生する。2H2O2 → 2H2O + O2 ④（誤）発泡入浴剤から発生するのは二酸化炭素である。 ⑤（誤）スナック菓子の袋に充填されているのは窒素である。 |
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| 114 ③ | 3点 | |||
| 問2 | a | 密閉されたガラス容器内の酸素が反応に使われることによって、容器内部の圧力が減少して大気圧より小さくなったため、体積が減少したと考えられる。 反応式をつくり、生成した酸化水銀の質量から、反応に関与した酸素の物質量と体積を求める。 ［反応式］ 2Hg + O2 → 2HgO 【生成した酸化水銀の物質量】 2.17g の酸化水銀が生成しているから、酸化水銀の式量（ = 217 ）を用いて、2.17g ÷ 217g/mol = 1.00 × 10-2〔mol〕 【反応した酸素の物質量】 反応式の係数比より、反応した酸素の物質量は生成した酸化水銀の (1/2) であるから、 5.00 × 10-3〔mol〕 【反応した酸素の体積】 標準状態における気体のモル体積（ 22.4L/mol ）を用いて、5.00 × 10-3mol × 22.4L/mol = 0.112〔L〕 |
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| 115 ① | 3点 | |||
| b | ①（正）カルシウムのようなアルカリ土類金属の単体は、常温でも容易に酸化される。2Ca + O2 → 2CaO ②（正）アルミニウムは酸化されると表面に酸化物の被膜をつくる（不動態）。4Al + 3O2 → 2Al2O3 ③（誤）鉄はさびやすく、空気中の酸素や水と反応して酸化鉄に変化する。 ④（正）酸化銀は加熱すると銀と酸素に分解する。2Ag2O → 4Ag + O2 ⑤（正）水素は銅よりもイオン化傾向が大きいため、酸化銅から酸素を奪って銅と水を生じる。CuO + H2 → Cu + H2O |
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| 116 ③ | 3点 | |||
| 問3 | a | 表1を見ると、反応させる亜硝酸ナトリウム NaNO2 の物質量を2倍、3倍…と増やしていっているので、反応する相手の塩化アンモニウム NH4Cl がじゅうぶんにある限り、生成する窒素 N2 も2倍、3倍…と増えていくはずである。しかし、この比例関係は、亜硝酸ナトリウムが 8.00 × 10-3mol のときまでは成り立っているが、12.0 × 10-3mol のとき以降は成り立っていない。したがって、この間のどこかに、塩化アンモニウムを使いきる点が存在すると考えられる。そのときに発生する窒素の体積は 224mL である。 【亜硝酸ナトリウムの物質量】 塩化アンモニウムと過不足なく反応する亜硝酸ナトリウムの物質量を x〔mol〕とすると、 x : 224 = ( 8.00 × 10-3 ) : 179 が成り立つ。 これを解くと x = 10.011… × 10-3〔mol〕 となる。 （※方眼紙を用いてグラフから求めてもよい。横軸に亜硝酸ナトリウムの物質量、縦軸に窒素の体積をとり、表1の5個のデータを点として取る。初めの2個の点と原点とを結んだ右上がりの直線と、後の3個の点を結んだ水平な直線とが交わってグラフが屈折する点を読み取ると、亜硝酸ナトリウムの物質量は、およそ 10.0 × 10-3〔mol〕 となることが読み取れる。） 【塩化アンモニウムの質量】 式（2）の係数より、反応する亜硝酸ナトリウムと塩化アンモニウムの物質量は等しいから、水溶液 100mL に溶けていた塩化アンモニウムの物質量も約 10.0 × 10-3mol である。 塩化アンモニウムの質量は、式量 53.5 を用いて、10.0 × 10-3mol × 53.5g/mol = 0.535g と求められる。 |
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| 117 ③ | 4点 | |||
| b | 気体X は Ar と N2から成る。 （気体Xの密度）= 1.005 ×（N2の密度）が成り立つ。密度〔g/L〕は（質量〔g〕）÷（体積〔L〕）で求められる。 ［N2の分子量］28 ［Arの原子量］40 【N2の密度】 N2 が 1.0mol あると想定する。気体のモル質量より、その体積は 22.4L となる。また、分子量を用いて、その質量は 28g とわかる。 したがって N2 の密度は、(28/22.4)〔g/L〕 … (1)と表せる。 【気体Xの密度】 気体X が 1.0mol あると想定する。気体のモル質量より、その体積は 22.4L となる。 1.0mol の 気体X に含まれる Ar の物質量を x〔mol〕とすると、N2 の物質量は ( 1.0 - x )〔mol〕と表せる。 気体X に含まれる Ar の質量は、原子量を用いて、40x〔g〕と表せる。 気体X に含まれる N2 の質量は、原子量を用いて、28( 1.0 - x )〔g〕と表せる。 したがって 気体X の密度は、{ 40x + 28( 1.0 -x ) }/22.4 = ( 12x + 28 )/22.4〔g/L〕 … (2)と表せる。 【Arの体積百分率】 (2) = 1.005 × (1) であるから、これを解いて、x = 0.01166… ≒ 0.012〔mol〕となる。すなわち、1.0mol の 気体X には 0.012mol の Ar が含まれている。 気体の体積はその種類にかかわらず物質量に比例するから、体積百分率は物質量の百分率と等しい。 よって、気体X に含まれる Ar の体積百分率は、0.012 ÷ 1.00 = 1.2% である。 |
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| 118 ① 119 ② |
3点 全答 |
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