☆化学 九州大学 (2019年)の穴埋め問題と解答

今日は、九州大学(2019年)で出題された穴埋め問題を紹介します。

挑戦してみてください！

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　　次の文章を読み，問題に答えよ。

　一般にイオン化傾向の大きな金属の単体は，そのイオンを含む水溶液の電気分解では得ることができないので，これらの塩化物，水酸化物，あるいは酸化物などを高温で融解した液体に対して溶融塩電解(融解塩電解)を行うことによって単体を得ている。

　塩化ナトリウムを原料とする溶融塩電解では陽極の炭素電極に気体〔　ア　〕が発生する一方，陰極にはナトリウムの単体が生じる。ただし工業的には，塩化ナトリウムの融点を下げるために〔　イ　〕を加えて溶融塩電解を行い，純度の高いナトリウムを得ている。

　アルミニウムの単体を得るには酸化アルミニウムを原料とする。ただしその融点は2000℃以上と高いため，氷晶石を加熱・融解し，これに少しずつ酸化アルミニウムを溶解させて約1000℃で溶融塩電解を行う。

このとき，陽極の炭素電極には気体〔　ウ　〕と気体〔　エ　〕が発生する一方，陰極にはアルミニウムの単体が生じる。

アルミニウムが主成分の合金は軽くて比較的強く，私たちの日常生活に広く利用されている。

　赤鉄鉱や磁鉄鉱などの酸化物を多く含む鉄鉱石を気体〔　ウ　〕と反応させることによって炭素を約4％含む〔　オ　〕が得られる。〔　オ　〕は融点が低い特徴を生かして鋳物などに用いられる。融解した〔　オ　〕に酸素を吹き込むと炭素を0.02～2％に減らすことができる。こうして得られるのが鉄骨やレールなどに用いられる〔　カ　〕である。

■問題1

文章中の〔　ア　〕〔　ウ　〕〔　エ　〕に適合する物質の化学式を記入せよ。

■問題2

文章中の〔　イ　〕に適合する物質を以下の(1)～(3)のなかから1つ選んで番号を記入し，その理由として最もふさわしい文章を以下の(a)～(c)のなかから1つ選んで記号を記入せよ。

(1)　塩化マグネシウム        (2)　塩化カルシウム            (3)　塩化亜鉛

(a)　イオン化傾向がナトリウムより大きい金属元素の塩化物であるため。

(b)　イオン半径がナトリウムに最も近い金属元素の塩化物であるため。

(c)　融点がナトリウムと最も異なる金属元素の塩化物であるため。

■問題３

文章中の〔　オ　〕〔　カ　〕に入る適切な物質の名称を答えよ。

九州大学 (2019年)　一部略

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■問題１

 ア……　Cl₂

 ウ……　CO

 エ……　CO₂

■問題２

(2)，(a)

■問題３

 オ……　銑鉄

 カ……　鋼(鉄)

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☆化学 岐阜大学 (2018年) 穴埋め問題と解答

今日は、岐阜大学 (2018年) で出題された穴埋め問題を紹介します。

挑戦してみてください！

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　次の文章を読み，以下の問に答えよ。

　銅Cuは延性・展性に富み，電気の伝導性が大きいため電線などの電気材料に用いられる。

純度の高い銅は電解精錬により製造される。粗銅板を「　ア　」極，純銅板を　「　イ　」極として，硫酸酸性の硫酸銅(Ⅱ)水溶液中で電気分解すると，「　イ　」極で純銅が得られる。

　銅は塩酸や希硫酸とは反応しないが，酸化作用の強い濃硝酸や希硝酸には反応して溶ける。濃硝酸と反応したときは赤褐色の有毒な気体である「　ウ　」が発生し，希硝酸との反応では，水に溶けにくい無色の気体である「　エ　」が発生する。

発生するこれらの気体の違いは，「　ウ　」を温水に吸収させると硝酸と「　エ　」が生成する反応と関係する。

この反応は，硝酸の工業的な製造方法である「　オ　」法の工程のなかでも用いられている。
 

　また，銅を空気中で加熱すると黒色の「　カ　」が生じる。「　カ　」は「　キ　」性酸化物であり，希硫酸に溶解すると硫酸銅(Ⅱ)になる。

硫酸銅(Ⅱ)水溶液に水酸化ナトリウム水溶液，または少量のアンモニア水を加えると青白色の沈殿を生じる。この青白色の沈殿にアンモニア水を過剰に加えると，沈殿は溶解して深青色の水溶液となる。
 

　硫酸銅(Ⅱ)水溶液に多量のヨウ化カリウム水溶液を加えると，Cu^2＋はCu^＋に還元されて白色のヨウ化銅(Ⅰ)CuIの沈殿を生じる。

また，加えたヨウ化物イオンの一部は酸化されてヨウ素I₂が生じ，溶液はヨウ素ヨウ化カリウム水溶液となる。

このとき生じたヨウ素を濃度がわかっているチオ硫酸ナトリウムNa2S2O3水溶液によりデンプン存在下で滴定すると，もとの硫酸銅(Ⅱ)水溶液中のCu^2＋の物質量が求められる。

■問題

「　ア　」～「　キ　」にあてはまる適切な語句あるいは化合物名を答えよ。

岐阜大学 (2018年) 　一部略

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ア……　陽

イ……　陰 

ウ……　二酸化窒素

エ……　一酸化窒素 

オ……　オストワルト

カ……　酸化銅(Ⅱ)

キ……　塩基

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☆化学 名古屋大学 (2019年)の穴埋め問題と解答

今日は、名古屋大学(2019年)で出題された穴埋め問題を紹介します。

挑戦してみてください！

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■問題　次の文章を読んで，問いに答えよ。

　硝酸HNO₃や亜硝酸HNO₂のように，分子の中心となる原子に何個かの酸素原子Oが結合し，さらにそのOのいくつかに水素原子Hが結合した構造の酸をオキソ酸という。

オキソ酸の中心原子が同じ場合，Hと結合していないOの数が「　ア　」いほど，強い酸になる傾向がある。HNO₃とHNO₂における窒素原子Nの酸化数を求めると，HNO₃は「　イ　」，HNO₂は「　ウ　」である。HNO₃のNの酸化数は，Nの「　エ　」電子の数と等しいため，HNO₃のNは還元剤としての作用はない。

　HNO₃は，肥料や医薬品の製造などに用いられる重要な化合物であり，工業的にはオストワルト法によってつくられる。

オストワルト法ではまず，アンモニアNH₃と空気中の酸素O₂から(Ⅰ)式によってNOを得る。その後，NOを酸化してNO₂とし，水への溶解を経てHNO₃を得る。

4NH₃ ＋ 5O₂ → 4NO ＋ 6H₂O·································· (Ⅰ)

■設問

文中の空欄「　ア　」～「　エ　」にあてはまる最も適切な語句または数値を記せ。

名古屋大学 (2019年)　　一部略

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設問)

ア……　多

イ……　＋5   

ウ……　＋3    

エ……　価 [最外殻]

☆酸素原子を含む酸のことをオキソ酸といいます。
オキソ酸の名称は最も安定な酸を基準として,それよりも中心原子の酸化数
が大きいものを「過」,小さいものを順に「亜」,「次亜」とつけてよびます。
 

塩素原子を含むオキソ酸には４種類あり,塩素酸HClO3を基準として酸素原子が
１個多いHClO4を過塩素酸,１個少ないHClO2を亜塩素酸,２個少ないHClOを
次亜塩素酸とよびます。

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