センター試験対策⑧ 身の回りの化学 金属元素とその化合物編
今日は、センター試験対策⑧ 身の回りの化学 金属元素とその化合物編についてです。
Li
・リチウム(Li)を使う二次電池は,小型のため携帯電話の電子機器に用いられている。
★出題年
・2007 本・2014 本
Na
・炭酸水素ナトリウム(NaHCO3)は加熱すると熱分解で二酸化炭素が発生するので,ふくらし粉 (ベーキングパウダー)に利用されている。
・ナトリウムは,炎色反応で黄色を呈する元素であるので,その化合物は花火に利用されている。
・ガラスの原料に使われる炭酸ナトリウム(Na2CO3)は,アンモニアソーダ法(ソルベー法)によって合成できる。
アンモニアソーダ法は,塩化ナトリウム(NaCl)から炭酸ナトリウム(Na2CO3)をつくる方法である。 この方法の開発により,ガラス製品が普及した。
★出題年
・2006 本・2009 追・2011 本
Mg
・マグネシウム(Mg)は軽い金属なので,軽量な合金の材料として用いられ,マグネシウム合金はパソコンや電気製品のボディーの素材として利用されている。
Ca
・海苔の袋の中に乾燥剤として入っている酸化カルシウム(CaO 生石灰)を水に濡らすと高温になる。
これは,塩基性酸化物の酸化カルシウムは水と反応して,水酸化カルシウム(Ca(OH)2 消石灰)を生じ,発熱するため。
・焼きセッコウに水を加えると,発熱しながら膨張し,セッコウになって硬化する。この性質を利用 して,建築材料や陶磁器の型,医療用ギプスなどに用いられる。
・大理石の主成分は,炭酸カルシウム(CaCO3)であり,大理石の彫刻は酸性雨の被害を受けることがある。これは,炭酸カルシウム は,弱酸と強塩基の塩であるので,硝酸(HNO3)のような強酸を含む酸性雨と反応して溶けだすためである。
・炭酸カルシウムは,卵の殻や貝殻の主成分でもある。
★出題年
・2007 本・2010 本
Ba
・硫酸バリウム(BaSO4)は,白色顔料やX線撮影の造影剤に用いられる。
Fe
・ステンレス鋼は錆びにくい合金であり,鉄を主成分としてクロム(Cr)やニッケル(Ni)を含んで
いる。錆びにくい性質を利用し,台所の流し台などに用いられる。
・使い捨てカイロ内では,鉄粉が空気中の酸素によって徐々にさびている。つまり,鉄粉は酸化
され,この反応熱によって,カイロは温かくなる。
・精錬は,粗金属の純度を高め精製する工程である。鉄の場合は,電気分解ではなく,銑鉄を転炉に入れて酸素を吹き込み,鉄中の炭素(C)を一酸化炭素(CO)として酸化除去して鋼にする。
・鉄を亜鉛(Zn)でめっきすると,さびにくくなる。鉄の表面を亜鉛でおおったものをトタンといい,
トタンに傷がついても亜鉛は鉄よりもイオン化傾向が大きいため,亜鉛が陽イオンとなって
溶けるので.鉄は腐食されにくくなる。
★出題年
・2002 本・2009 本・2009 追
Cu
・銅(Cu)は赤みを帯びた金属で,熱伝導性,電気伝導性が銀(Ag)についで大きく,さらに展性・延性も,金(Au),銀についで大きいので,電線などの電気材料に多量に用いられる。
・真鍮(しんちゅう)は銅に亜鉛を混ぜた合金である。
・銅を屋外で放置すると,大気中のH2OやCO2によって緑色のさびである緑青(ろくしょう)を生じる。
★出題年
・1997 本・1998 本・2012 本・2014 本
Ag
・銀(Ag)は銀白色の金属で,電気と熱の伝導性が金属中で最大である。展性や延性も金の次に大きく,酸化にも比較的強い。このため,電気配線や鏡,食器や装飾品などに用いられている。
・銀のハロゲン化物は,光によって分解し,銀を析出する。このような性質を感光性といい,この性質を利用して写真フイルムの感光剤として用いられている。
★出題年
・2006 本・2008 追
Zn
・亜鉛(Zn)は,乾電池の電極や黄銅(真鍮)などの合金,トタン(亜鉛をメッキした鋼版)などに利用 されている。
★出題年
・2008 追
Pb
・鉛(Pb)は,鉛蓄電池やハンダなどの合金に利用されている。また,X線などの放射線を吸収する能力が大きく,X線遮蔽材に用いられることもある。
Al
・アルミニウム(Al)は,熱や電気をよく伝え,展性や延性に富むこので,電気材料やアルミニウム箔などの家庭用品,飲料用缶などに用いられている。
・航空機の機体に利用されている軽くて強度が大きいジュラルミンは,アルミニウムを含む合金である。ジュラルミンは,主成分がAlで,Cu,Mg,Mnを少量含む。
・アルミニウムは,展性に冨むため,薄く延ばすことができる。
★出題年
・2011 本・2014 本
Hg
・水銀(Hg)は多くの金属を溶かし,合金(アマルガム)をつくる。
★出題年
・2010 本
金属
・銅,鉄,アルミニウムに代表される金属は自由電子をもつので,高い電気伝導性・熱伝導性を示す。
・花火がさまざまな色を示すのは,炎色反応によるものである。
★出題年
・2008 本・2010 本
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センター試験対策⑦ めっき・合金に関する問題についてです。
今日は、センター試験対策⑦ めっき・合金に関する問題についてです。
■□■めっき■□■
トタン(Fe,Zn)
・鉄(Fe)を亜鉛(Zn)でめっきすると,さびにくくなる。鉄の表面を亜鉛でおおったものをトタンといい,トタンに傷がついても亜鉛は鉄よりもイオン化傾向が大きいため,亜鉛が陽イオンとなって溶けるので.鉄は腐食されにくくなる。
※亜鉛(Zn)は,乾電池の電極や黄銅などの合金,トタンなどに利用されている。
★出題年
・1997年 本
ブリキ(Fe,Sn)
・鉄(Fe)に美しい外観をもたせ,さびにくくするために,スズ(Sn)を用いてブリキをつくる。ブリキは缶詰の缶などに用いられる。
★出題年
・1990年 本
■□■合金■□■
ステンレス鋼(Fe,Cr,Ni)
・ステンレス鋼はさびにくい合金であり,鉄(Fe)を主成分としてクロム(Cr)やニッケル(Ni)を含む。さびにくい性質を利用し,台所の流し台などに用いられる。
★出題年
・2002年 本、2007年 追、2009年 追
青銅(Cu,Sn)
・青銅は,銅(Cu)とスズ(Sn)の合金であり,さびにくく加工しやすいため,10円玉や銅像や鐘などに用いられる。鉄(Fe)よりも古くから利用されていた。
★出題年
・2014年 本、2015年 本
黄銅(真鍮)(Cu,Zn)
・黄銅(真鍮(しんちゅう))は,銅(Cu)に亜鉛(Zn)を加えて得られる黄色の光沢をもつ合金で,さびにくく加工しやすいので５円玉や楽器などに用いられる。
※銅(Cu)は赤みを帯びた金属で,熱伝導性,電気伝導性が銀(Ag)についで大きく,さらに展性・延性も,金(Au),銀についで大きいので,電線などの電気材料に多量に用いられる。
★出題年
・1998年 本、2015年 本
ジュラルミン(Al,Cu,Mg)
・航空機の機体に利用されている軽くて強度が大きいジュラルミンは,アルミニウムを含む合金である。ジュラルミンは,主成分がAlで,Cu,Mg,Mnを少量含む。
★出題年
・2010年 追、2011年 本
はんだ(Pb,Sn)
・はんだは,鉛(Pb)とスズ(Sn)からなる融点の低い合金であり,金属の接合に用いられる。
※鉛(Pb)は,鉛蓄電池やはんだなどの合金に利用されている。また,X線などの放射線を吸収する能力が大きく,X線遮蔽材に用いられることもある。
ニクロム(Ni,Cr)
・ニクロムは,ニッケル(Ni)とクロム(Cr)の合金であり,電気抵抗が大きいため,電熱器の発熱体や電線の材料に用いられる。
アマルガム(Hg)
・水銀(Hg)は多くの金属を溶かし,合金(アマルガム)をつくる。
★出題年
・2011年 本
マグネシウム合金
・マグネシウム(Mg)は軽い金属なので,軽量な合金の材料として用いられ,マグネシウム合金はパソコンや電気製品のボディーの素材として利用されている。
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センター試験対策⑥ 光・紫外線に関する問題についてです。
今日は、センター試験対策⑥ 光・紫外線に関する問題についてです。
■□■濃硝酸■□■
・濃硝酸(HNO3)は光を当てると,二酸化窒素(NO2)と酸素(O2)に分解するので,褐色瓶に入れて暗所で保存する。(褐色瓶は,光の侵入を遮る。)
★出題年
・2006年本、2012年本
■□■ハロゲン化銀の感光性■□■
・ハロゲン化銀は感光性が強く,光と反応して単体の銀(Ag)を生成するので, 褐色瓶に保存する。
・銀のハロゲン化物は,光によって分解し,銀を析出する。このような性質を感光性といい,この性質を利用して写真フイルムの感光剤として用いられている。
★出題年
・2002年追、2006年本、2006年追、2008年追
■□■オゾンの生成■□■
・オゾン(O3)は,酸素(O2)に紫外線を照射したり,O3の中で放電したりすると生成する。
★出題年
・2002年本、2006年本
■□■フロン■□■
・フロン(クロロフルオロカーボン)は,炭化水素の水素を塩素(Cl)やフッ素(F)で置換した化合物である。成層圏で,紫外線によって,フロンガスが分解して生じた塩素原子がオゾン層を破壊するといわれている。
★出題年
・2006年追
■□■ベンゼンの付加反応■□■
・ベンゼンと塩素の混合物に光(or紫外線)を照射すると，ヘキサクロロシクロヘキサン(ベンゼンヘキサクロリド)が生成する。
★出題年
・1996年本、2006年追、2008年本、2012年本
■□■メタンの置換反応■□■
・メタンと塩素の混合物に光(or紫外線)を照射すると，テトラクロロメタン(四塩化炭素)が生成する。これは置換反応である。
・トリクロロメタン(クロロホルム)に光(or紫外線)を照射すると，テトラクロロメタン(四塩化炭素)が生成する。
★出題年
・1996年本、2009年本、2010年本
■□■水素との反応■□■
・塩素(Cl2)と水素(H2)は,光をあてると,爆発的に反応する。
■□■光学異性体■□■
・互いに鏡像の関係にある一対の光学異性体は,結合状態は等しいので, 融点・沸点などの性質は等しいが,偏光(平面偏光)に対する性質が異なる。
光学異性体の溶液中を平面偏光が通過すると,振動面が右か左に回転する。この回転する向きは,光学異性体どうしで逆になる。
★出題年
・2001年本
■□■アルミニウム■□■
・アルミニウムの粉末は，空気中で強熱すると，熱と光を放って燃える。
★出題年
・2002年本
■□■金属光沢■□■
・金属に光沢がみられるのは,自由電子が入ってきた光(可視光)のほとんどを反射するから。
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