共通テスト 2021 化学 解説 第３問

第3問

問1　　③

　融解塩電解のお話です。

　融解塩電解は「イオン化傾向の大きな金属(Na～Al)の単体をGETする方法」と覚えましょう。

　イオン化傾向の大きな金属のイオンは、水がいると「お前(水)が反応しろ！」と、

　指図しちゃうので、水がいない状況にしてあげるのです。

　すると、金属イオンが電子と反応して単体になります。

　①〇　両極がの電極が異なるので覚えておきましょう。

　②○　陽イオンは陰極，陰イオンは陽極側です。

　③×　Naが１molできる時は，電子が１mol反応している時です。

　陽極の反応式は以下のようになります。

　　　　　(＋)　２Cl^-　→　Cl₂　＋　2e^-

　　　　よって、「係数比＝mol比」より，Cl₂は0.5mol生成されます。

　④〇

問2　　ア③　イ④

　Ⅰ：硫酸に溶ける→ア，イ(Sn，Zn)，溶けにくい→ウ，エ(Ag，Pb)

　Ⅱ：ウの塩化物は冷水にはほとんど溶けないが熱水には溶ける

　Ⅲ：アとウのみが同族元素→Pbと同族元素はSnの14族

　よって、ア→Sn，イ→Zn

問3　　

　a ③　　　

　「Fe^2＋」の検出方法についての問題です。

　① H₂Sで沈殿は，Fe^３＋でおこります。FeS(黒)

　②サリチル酸は，塩化鉄(Ⅲ)とならフェノール類の検出として反応します。

　③[Fe(CN)₆]^３＋とFe^2＋が反応すると，濃青色沈殿が生じます。

　④KSCNはFe^３＋と反応して、血赤色溶液が生じます。

　b ①　　

    係数比が、[Fe(C₂O₄)₃]^3-：CO₂＝１：１なので、

　　[Fe(C₂O₄)₃]^3-１molからできるCO₂は１molです。

　また、C₂O₄^2-からCO₂ができる反応のイメージは、

    　　    C₂O₄^2-　→　2CO₂　＋　2e^-

　　よって、係数比よりCO₂が１mol生成されるときに必要な C₂O₄^2-は0.5molとなります。

　ｃ ④

　この問題に時間を費やした人いるのでは。。(-_-;)

　（本番では、こういう問題は悩む時間がもったいないので余裕のない人はジャンプしましょう）

　では、解説。与えられた反応式に着目します。量的関係はつぎのとおり。

　　　　　　2[Fe(C₂O₄)₃]^3-　→　2[Fe(C₂O₄)₂]^2-　＋　C₂O₄^2-　＋　2CO₂

　はじめ　　　0.0019

　反　応　　　　-ｘ　　　　　　　　　　　＋ｘ　　　　　　　　 ＋0.5ｘ　　　　＋ｘ　

　反応後　　 0.0109-ｘ　　　　　　　　 ＋ｘ　　　　　　　　＋0.5ｘ　  　　＋ｘ　　　　

　(上記の、反応後の物質をC₂O₄^2-のmolに変換)

　　　　　　2[Fe(C₂O₄)₃]^3-　→　2[Fe(C₂O₄)₂]^2-　＋　C₂O₄^2-　

　　　　　　　0.0327-3ｘ　　　　　　　　　2ｘ　　　　　　　　0.5ｘ　　

　C₂O₄^2-合計：0.0327-0.5ｘ

　実験後、CaC₂O₄・H₂Oが0.03mol沈殿したことから、

　　0.0327-0.5ｘ＝0.03　　　　X＝0.0054

　よって、

　　％＝（0.0054/0.0109）×100≒50

（別解）

　初めC₂O₄^2-mol：0.0109×3＝0.0327mol

　沈殿C₂O₄^2-mol：0.03mol

　減ったC₂O₄^2-mol：0.0027mol　⇒　CO₂になった！

　また、次式より生成されるCO₂molは、0.0054mol

　　　　C₂O₄^2-　→　2CO₂　＋　2e^-

　更に、(1)の反応式より、生成されたCO₂mol＝反応した[Fe(C₂O₄)₃]^3-molなので、

　反応した[Fe(C₂O₄)₃]^3-mol＝0.0054mol！

　％＝（0.0054/0.0109）×100≒50

　いかがでしょう。

　「いかにも共通テスト！！」って問題ですね(-∀-)