☆化学 お茶の水女子大学 (2019年)の理由を問う記述問題
今日は、お茶の水女子大学 (2019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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■問題１
中和滴定において，メチルオレンジ(変色域；pH3.1～4.4)が指示薬として適しているのは，
ⅰ)，ⅱ)のどちらの場合か，理由とともに答えよ。
ⅰ) 酢酸水溶液の水酸化ナトリウム水溶液による滴定。
ⅱ) アンモニア水の塩酸による滴定。
■問題２
中和滴定に関する次の説明で，正しいものに○，間違っているものに×を記せ。
また，間違っている場合にはその理由を述べよ。
ⅰ) 濃度の分からない水溶液を滴定するときに，その水溶液を入れるコニカルビーカーは純水でぬれていても良い。
ⅱ) 標準溶液を入れるビュレットは純水でぬれていても良い。
ⅲ) メスフラスコはよく加熱乾燥して使う。
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■解答例
■問題１
ⅰ)
理由…中和点のpHが変色域に近いほうが滴定誤差が小さいから。
■問題２
ⅰ) ○
ⅱ) ×，
理由…標準溶液が水により希釈され，濃度が変化してしまうから。
ⅲ) ×，
理由…加熱により変形し，体積が変化してしまう恐れがあるから。
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☆化学 大阪教育大学(2019年)の理由を問う記述問題
今日は、大阪教育大学(2019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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長期間放置していた試薬びんからFeSO4･7H2O(式量：278)の結晶を取り出したところ，純粋であれば青緑色であるはずの結晶の一部に(a)黄褐色が見られた。
その結晶をビーカーに入れた後，希硫酸に溶かし，ビタミンC(アスコルビン酸)を加えた。
溶液を蒸発濃縮して微細な青緑色結晶を析出させた。結晶をろ過した後，水に溶ける不純物を取り除くために(b)少量の冷水で洗い，乾燥させた。
■問題１
下線部(a)の黄褐色を示すイオンは何か，イオン式で答えよ。また，そのイオンができた理由を述べよ。
■問題２
下線部(b)で，「少量」で，かつ「冷水」で洗う理由をそれぞれ述べよ。
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■解答例
■問題１
Fe3＋，
理由…空気中の酸素でFe(Ⅱ)が酸化されたため。
■問題２
少量…多量の水では多くの結晶が溶けてしまい，得られる結晶の量が少なくなるから。
冷水…温水には多くの結晶が溶けてしまい，得られる結晶の量が少なくなるから。
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☆化学 金沢大学(2019年)の理由を問う記述問題
今日は、金沢大学(2019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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窒素N2と水素H2の混合気体から気体のアンモニアNH3を可逆的に直接合成することができる。
ハーバーとボッシュは，NH3合成の(b)反応速度を大きくする種々の鉄化合物の触媒作用を調べ，四酸化三鉄Fe3O4を主成分とする触媒を用いて温度400～500℃，圧力1×107～3×107Paの条件で効率よくNH3を合成することに成功した。
①合成されたNH3は，平衡状態にある混合気体を冷却することにより，液体として取り出すことができる。
N2とH2の混合気体ではヘンリーの法則が成り立ち，一定温度で，一定体積の水に溶けるN2とH2の物質量は，それぞれの気体の分圧に比例する。
一方で，②ヘンリーの法則はNH3では成り立たない。NH3は弱塩基であり，水溶液中で電離平衡の状態にある。
■問題１
下線部①について，下図に示すように15族元素であるアンチモンSb，ヒ素As，リンPの水素化合物の沸点は，分子量が小さくなるほど低くなる傾向にあるが，最も分子量が小さいNH3の沸点は著しく高い。NH3の沸点が高い理由を25字以内で説明しなさい。
■問題２
下線部②について，NH3に対してヘンリーの法則が成り立たない理由を15字以内で説明しなさい。
金沢大学(2019年) 一部改
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■問題１の解答例
アンモニア分子間で水素結合が形成されるから。
■問題２の解答例
水への溶解度が大きいから。
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