| 問1 | a | カリウム 19K の原子が電子を1個失ってアルゴンと同じ電子配置になったものがカリウムイオン K+であり、カルシウム 20Ca の原子が電子を2個失ってアルゴンと同じ電子配置になったものがカルシウムイオン Ca2+である。原子核中の陽子の数はカリウムが19個、カルシウムが20個であるから、Ca2+ではK+よりも陽子の数が多く、原子核の正電荷が大きい。そのため、Ca2+では電子がより強く原子核に引きつけられ、イオンの半径が小さくなる。 よって、ア … 多く、イ … 正、ウ … 電子 となる。 |
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| 12-13-14 ② ③ ⑤ 全答 |
4点 | |||
| b | 溶解度曲線は、水100gに溶ける溶質の質量を表している。温度が40℃のときのKNO3の溶解度はグラフより64gであるから、40℃のKNO3の飽和水溶液の質量パーセント濃度は、64 ÷ ( 100 + 64 )〔%〕となる。従って、この飽和水溶液が164gあるとき、含まれているKNO3は64g、水は100gである。 温度が25℃のときのKNO3の溶解度はグラフより38gであるから、水100gにはKNO3が38gまで溶ける。溶けきれずに結晶として析出するKNO3の質量は、 64g - 38g = 26g。 KNO3の式量 = 101 より、析出するKNO3の物質量は、26g ÷ 101g/1mol = 0.257…mol よって、最も適当な数値は0.26molである。 |
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| 15 ① | 4点 | |||
| 問2 | a | 表1を見ると、BaCl2の滴下量を増やしていくと2.0mLから4.0mLまでは電流の値がほぼ一定の割合で低下していくのに対し、5.0mLから7.0mLまでは電流の値がほぼ一定の割合で上昇していくことがわかる。これは、硫酸銀が滴下された塩化バリウムと反応して沈殿を生じるにつれて、水溶液中に存在したイオン（Ag+とSO42-）が減少していき、Ag+とSO42-がなくなってもさらに滴下を続けると、水溶液中に再びイオン（Ba2+とCl-）が増加していくからだと考えられる。 Ag2SO4とBaCl2が完全に反応したとき、水溶液中のイオンは最も少なくなり、電流の値は最も小さくなるはずである。これは、BaCl2水溶液の滴下量が4.0mLから5.0mLの間に起こると予想され（※）、方眼紙を用いて、そのおよその値を測ることができる。 方眼紙の横軸にBaCl2水溶液の滴下量をとり（0～10mL）、縦軸に電流（0～10μm）をとって、表1の値を6個の点として記入する。初めの3個の点を通るように引いた右下がりの直線と、あとの3個の点を通るように引いた右上がりの直線との交点を読み取ると、BaCl2の滴下量は、およそ4.6mLと読み取ることができる。 ※ここまでの推論で、①④⑤は誤りだと見当をつけられる。 |
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| 16 ③ | 4点 | |||
| b | 十分な量のBaCl2を滴下するので、相手となるAg2SO4により反応量が決定する。また反応式の係数より、生成するAgClの物質量は反応するAg2SO4の2倍である。 【反応するAg2SO4の物質量】 与えられたモル濃度と体積より、0.010mol/L × 100 × 10-3L = 1.0 × 10-3mol 【生成するAgClの物質量】 2 × 1.0 × 10-3mol = 2.0 × 10-3mol 【AgClの質量】 AgClの式量 = 143.5 より、2.0 × 10-3mol × 143.5g/1mol = 0.287g よって、最も適当な数値は0.29gとなる。 |
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| 17 ④ | 4点 | |||
| c | 問2b より、反応したAg2SO4の物質量は 1.0 × 10-3mol とわかっている。反応式の係数より、Ag2SO4とBaCl2は 1 : 1 の物質量比で反応するので、反応したBaCl2の物質量も1.0 × 10-3mol である。 また 問2a より、過不足なく反応するときのBaCl2の滴下量は 4.6mL である。 BaCl2のモル濃度をC〔mol/L〕とすると、 1.0 × 10-3mol = C〔mol/L〕 × 4.6 × 10-3L これを解いて、C = 0.2173…mol/L よって、最も適当な数値は0.22mol/Lとなる。 |
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| 18 ② | 4点 | |||