| 問1 | a | シュウ酸は水に溶けるため、ゆでることによりホウレンソウから分離することができる。溶媒に対する溶けやすさの差を利用して特定の成分を分離する操作を、抽出という。 ①（誤）蒸留は、溶液を加熱して得られた蒸気を冷却することにより、目的の物質を液体として得る操作である。 ②（誤）昇華法は、固体から直接気体になる（昇華する）物質を、加熱と冷却を通して純粋な物質として取り出す操作である。 ③（正） ④（誤）再結晶は、温度による溶解度の差を利用して不純物を取り除き、純粋な結晶を得る操作である。 |
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| 111 ③ | 2点 | |||
| b | 説明文と図1のグラフを照らし合わせて状況を把握する。 グラフの 200℃ 付近で、化合物の質量が 5.84g から 5.12g に減少している。これが水を失ったことに対応する。 グラフの 500℃ 付近で、化合物の質量が 5.12g から 4.00g に減少している。これが一酸化炭素を放出したことに対応する。 したがって、発生したCOの質量は 5.12 - 4.00 = 1.12〔g〕 である。 一酸化炭素 CO の分子量は 28 であるから、放出した一酸化炭素の物質量は、 1.12g ÷ 28g/mol = 0.0400mol = 4.00 × 10-2〔mol〕 となる。 |
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| 112 ④ | 3点 | |||
| 問2 | a | 中和滴定は、濃度がわかっている酸または塩基の水溶液（標準溶液）を、濃度が不明の塩基または酸の水溶液に少しずつ加えていって、ちょうど中和反応が終わるまでに要する体積を求める操作である。 濃度不明の水溶液を一定体積、ホールピペットで正確にはかり取り、コニカルビーカーに移して指示薬を加える。標準溶液に用いる物質をビーカーで純水に溶かした後でメスフラスコに移し、標線まで水を加えて正確な濃度の溶液を調製する。標準溶液をビュレットからコニカルビーカーに滴下して、指示薬の色が変わる点（中和点）を読み取る。問題文中の実験器具Aは、メスフラスコである。 ①（正）図はメスフラスコである。 ②（誤）図はメスシリンダーである。メスシリンダーは目盛りの精度が低く、正確な濃度の溶液を調製するのに適しない。 ③（誤）図はビュレットである。ビュレットは、溶液を滴下してその体積を読み取るために用いる。 ④（誤）図はコニカルビーカーである。コニカルビーカーは、ビュレットから滴下する溶液と、濃度不明の溶液とを反応させるために用いる。 |
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| 113 ① | 3点 | |||
| b | 【標準溶液中のシュウ酸の物質量】 標準溶液を調製するためにはかり取ったシュウ酸の二水和物（ (COOH)2・2H2O ）の質量（ = 0.630g ）には、H2Oの質量も含まれている。そのため、シュウ酸二水和物の式量（ = 126 ）に占めるシュウ酸の分子量（ = 90 ）の割合を用いて、溶かしたシュウ酸の質量を求める。 0.630g × (90/126) = 0.450g 次に、シュウ酸のモル質量を用いてシュウ酸の物質量を求める。 0.450g ÷ 90g/mol = 0.00500〔mol〕 【標準溶液のモル濃度】 調製した標準溶液は 100mL であるから、（物質量）÷（体積）によりモル濃度を求める。 0.00500mol ÷ 0.100L = 0.0500 mol/L = 5.00 × 10-2〔mol/L〕 |
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| 114 ③ | 3点 | |||
| 問3 | ア 固体の水酸化ナトリウムは空気中の水分を吸収して溶ける（潮解）。 イ 個体の水酸化ナトリウムは二酸化炭素を吸収して炭酸ナトリウムに変化する（中和）。 ウ 塩化水素は蒸発しやすいため、塩酸の濃度は変化しやすい。塩化水素は電離もするが、濃度の変化とは直接関係がない。 以上より、適当な組合せは ① ア－水（水蒸気）、イ－二酸化炭素、ウ－蒸発（揮発） となる。 |
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| 115 ① | 3点 | |||
| 問4 | a | 反応式（1）の係数より、 MnO4- と (COOH)2 は 2 : 5 の物質量比で過不足なく反応することがわかる。 それぞれの物質量を（モル濃度）×（体積）で表して、等式を立てる。 【MnO4- の物質量】 KMnO4 水溶液の濃度を C〔mol/L〕とする。終点までに要した滴下量は 10mL である。 C〔mol/L〕 × 10 × 10-3〔L〕 = 10C × 10-3〔mol〕 … (1) 【(COOH)2 の物質量】 濃度 5.0 × 10-3〔mol/L〕の (COOH)2 水溶液 10mL を 5倍 に希釈しているので、希釈溶液の濃度は 1.0 × 10-3〔mol/L〕、体積は 50mL である。 1.0 × 10-3〔mol/L〕 × 50 × 10-3〔L〕 = 50 × 10-6〔mol〕 … (2) ※希釈を考えずに、 5.0 × 10-3〔mol/L〕 × 10 × 10-3〔L〕 としても同じである。 【KMnO4 水溶液のモル濃度】 (1) : (2) = 2 : 5 より、C = 2.0 × 10-3〔mol/L〕 となる。 |
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| 116 ② 117 ⓪ 118 ③ |
3点 全答 |
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| b | 使用する溶液で器具の内部をすすいでおくことを共洗いという。滴定において共洗いが必要となる器具は、ホールピペットとビュレットである。 それぞれの選択肢で操作の適否を判断するとともに、誤った操作により、濃度がどのように変化するかも考えて判断する。 ①（正しい操作）ビュレットは KMnO4 水溶液を滴下するために用いるので、KMnO4 水溶液で共洗いする。正しい操作である。 ②（滴下量が増える誤り）ビュレットを水でぬれたまま用いると、KMnO4 水溶液の濃度が低下するため、終点までに要する滴下量は増加する。 ③（滴下量が増える誤り）コニカルビーカーを (COOH)2 水溶液で共洗いすると、 (COOH)2 水溶液の濃度が上昇するため、KMnO4 水溶液の滴下量は増加する。 ④（正しい操作）(COOH)2 水溶液を希釈するために後から純水を加えるので、水でぬれたままコニカルビーカーを用いても、調製される溶液の濃度に変化はなく問題ない。 ⑤（正しい操作）ホールピペットは (COOH)2 水溶液をはかり取るために用いるので、(COOH)2 水溶液で共洗いする。正しい操作である。 ⑥（滴下量が減る誤り）ホールピペットの内部が水でぬれたまま用いると、はかり取った (COOH)2 水溶液の濃度が減少するため、必要な KMnO4 水溶液の滴下量も減少する。 操作の誤りによって KMnO4 水溶液の滴下量が減少していることから、その原因は ⑥ と考えられる。 |
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| 119 ⑥ | 3点 | |||