問1
①ヨウ化カリウムデンプン紙を青変させる気体
➁草花を漂白する作用をもつ気体
③無臭有毒の気体
④腐卵臭のある気体
⑤空気に触れるとすぐに赤褐色になる気体
⑥特異臭がある淡い青色の気体
問2 整数値を解答してください。
(1) フラーレンC60に含まれている六角形の数。
(2) フラーレンC60に含まれている五角形の数。
(3) フラーレンC60に含まれている炭素間の結合の数。
問3 正誤問題です。
(1) 二酸化ケイ素の結晶は，一つのケイ素に二つの酸素が結合している。
(2) 水ガラス＋塩酸で沈殿ができ，それを取りだして加熱するとシリカゲルになる。
(3) シリカゲルに塩化コバルトをインジケーターとして含ませてあると，吸湿前は青く吸湿後はピンク。
問4 反応式を答えましょう。
ケイ砂＋炭酸ナトリウム
問5 滴定操作の問題です。
ある量の塩素のすべてを捕集し，1.0mol/Lヨウ化カリウム水溶液50mLに通じたところ，塩素が完全に吸収された。吸収後の溶液のうち10mLをはかりとり，指示薬にデンプン溶液を用いて0.10mol/Lチオ硫酸ナトリウム水溶液で滴定したところ，終点までに12mLを要した。
(1) 実験結果から用いられた塩素の物質量を小数第3位まで答えましょう。
(2) 本文中の数値のうち，その値を2倍にしても問1の答えが変わらないものがあります。その数値を単位とともに答えてください。
問６ 以下の気体の製法についての質問です。
① 塩化ナトリウム＋濃硫酸
② 酢酸ナトリウム＋水酸化ナトリウム
③ 酸化マンガン(Ⅳ)＋濃塩酸
④ 銅＋濃硝酸
⑤ 石灰石＋希塩酸
⑥ 塩化アンモニウム＋水酸化カルシウム
⑦ 硫化鉄(Ⅱ)＋希硫酸
(1) 加熱を要する実験をすべて答えましょう。
(2) 発生気体が濃硫酸で乾燥できる実験をすべて答えましょう。
(3) 発生気体がソーダ石灰で乾燥できる実験をすべて答えましょう。
(4) 発生気体が塩化カルシウムで乾燥できる実験をすべて答えましょう。
(5) 発生気体が下方置換で捕集される実験をすべて答えましょう。
解答です。
問1
①ヨウ化カリウムデンプン紙を青変させる気体
塩素，オゾン
➁草花を漂白する作用をもつ気体
二酸化硫黄
③無臭有毒の気体
一酸化炭素
④腐卵臭のある気体
硫化水素
⑤空気に触れるとすぐに赤褐色になる気体
一酸化窒素
⑥特異臭がある淡い青色の気体
オゾン
問2
(1)60×2÷6＝20
(2)60×1÷5＝12
(3)60×3÷2＝90
問3
(1)誤
一つのケイ素原子には四つの酸素原子が共有結合してほぼ正四面体の構造を形成しています。ケイ素の数×4÷2＝酸素の数なので，SiO2という化学式になっています。
(2)正
スタートをケイ砂にするとこんな感じでしたね。
珪砂＋炭酸ナトリウム(または水酸化ナトリウム)→ケイ酸ナトリウム
ケイ酸ナトリウム＋水→水ガラス
水ガラス＋塩酸→ケイ酸(沈殿)
ケイ酸＋熱→シリカゲル
(3)正
インジケーター≒指示薬です。今回であれば，吸湿前の塩化コバルトは青く，吸湿後はピンクです。
問4
SiO₂＋Na₂CO₃→Na₂SiO₃＋CO₂
問5
(1)0.003mol
(2)1.0mol/L
Cl₂＝n[mol]とします。これがヨウ化カリウム水溶液中で以下の反応を起こします。
Cl₂＋2KI→I₂＋2KCl
この反応によって，50[mL]の溶液中にn[mol]のI₂が生成しています。その5分の1である10[mL]を用いて，チオ硫酸ナトリウムで滴定します。つまり滴定されるI₂はn/5[mol]です。反応は以下のとおりです。
I₂＋2Na₂S₂O₃→2NaI＋Na₂S₄O₆
ヨウ素滴定の立式は授業の通り，I₂×2＝使ったチオ硫酸ナトリウムですから下の通りです。
n/5×2＝0.10×0.012 より，n＝0.003[mol]
一連の計算で唯一用いていない数値がヨウ化カリウム水溶液の濃度1.0[mol/L]ですね。用意しておくヨウ化カリウムの量は不足しないのであれば，生成するI₂の量を左右することはありません。Cl₂が自身の量の1倍のI₂を作るシステムの障害にならなければいいだけですね。たっぷり準備するのが基本です。
問6
(1)①②③⑥
判断基準は授業の通り，①濃硫酸②固体のみ③濃塩酸⑥固体のみ，ですね。
(2)①②③④⑤
(3)②⑥
(4)①②③④⑤⑦
①HCl③Cl₂④NO₂⑤CO₂はソーダ石灰のみ使用不可ですね。授業の通り，酸性の気体たち。
一方，⑦H₂Sはソーダ石灰と濃硫酸が使用不可，⑥NH₃はソーダ石灰のみ使用可能です。
また，②はCH₃COOH＋NaOH→CH₄＋Na₂CO₃です。CH₄はその他の気体なのですべての乾燥剤が使用可能です。
(5)①③④⑤⑦
酸性の気体は下方置換ですね。