『☆化学 岐阜大学(2021年)の理由を問う記述問題』

今日は、岐阜大学(2021年)で出題された理由を問う記述問題を紹介します。

挑戦してみてください！

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　次の文章を読み，以下の問題に答えよ。

　炭素は周期表の14族に属する典型元素であり，4個の価電子をもち，他の原子と「　ア　」結合をつくる。

他の炭素原子とも「　ア　」結合をつくるため，単体で性質が異なる複数の「　イ　」がある。炭素の「　イ　」のうち，「　ウ　」は網目状の平面構造が何層にも重なりあった結晶であるのに対して，「　エ　は正四面体形の構造が三次元的に繰り返された立体構造をしている。

(a)「　ウ　」は電気伝導性にすぐれるため電極に使用されるのに対し，「　エ　」は絶縁体である。「　エ　」はきわめて硬いことから研磨剤に使用されている。

1985年には球状の炭素分子である「　オ　」が，1991年には筒状(管状)に丸まった「　カ　」が発見され，機能性材料としての応用が期待されている。

　(b)「　ウ　」は，塩化ナトリウム水溶液を電気分解して水酸化ナトリウム水溶液を製造するときに電極として用いることがある。

工業的には，陰極に「　ウ　」を使用しないときもあるが，陽極と陰極の間をイオン交換膜で仕切ることで，水酸化ナトリウム水溶液を効率良く製造できる。そのとき，水酸化ナトリウム水溶液は「キ　{陽極｜陰極}」側から得られる。

■問題１
「　ア　」～「　カ　」にあてはまる適切な語句をそれぞれ答えよ。「　キ　」については{　　　}内から適切な語句を選びそれぞれ答えよ。

■問題２
下線部(a)について，「　ウ　」の電気伝導性が良い理由を30字以内で説明せよ。

■問題３
下線部(b)について，陽極として，「　ウ　」の代わりに電気伝導性に優れた銅を使用しない理由を15字以内で説明せよ。

■問題１

ア…共有
イ…同素体
ウ…黒鉛 [グラファイト]
エ…ダイヤモンド
オ…フラーレン
カ…カーボンナノチューブ
キ…陰極

■問題２