2021 年度

化学解答例

1(1)

AB

CDEFGHIJKL

CHI3
フェノール

(2)

ア黒クメンヒドロペルオキシド

イ 橙赤ウ黄(3)

アセトン

安息香酸

p－ヒドロキシアゾベンゼン

ヨードホルム塩化鉄（III）水溶液を添加。フェノールは紫色に呈色するが、ベンジルアルコールは呈色しない。
2C5H10 O2＋13O2→10H２ O＋10CO2(化学反応式)(計算過程)(5)

燃焼した E は 10.2÷102＝0.1 より、0.1 mmol である。
ここで燃焼により生じた水と二酸化炭素はそれぞれ 0.1 mmol×５＝0.5 mmol ずつできるので、水は 18×0.5＝“9.00” mg と算出できる。
9.00

答え

(4)

mg

(計算過程)
塩の濃度を C、電離度を a、電離定数を K とおくと、
2Ca +Ka-K＝０ となる。
C と K に数値を代入し、a について解くと、a=0.62０…
+-4-5[H ] =C × a = 0.620×1.0×10 なので、6.20×10 mol/L(6)

6.20×10答え-5mol/L

2

[解答欄]
⑴

アイ

自由電子

金属

ウエオ

六方最密構造光触媒

体心立方格子・・⑵H・O・・ ・・

or・OH

⑶

⑷

⑵ 酸化被膜（不動態）を形成し，金属内部が保護される。
(計算過程)(計算過程)

A

単位格子の半径をrとすると、正四面体の１辺は2r。
2r

A

正四面体ひとつの高さ

= 4r
B4r

4C

⑸

⑹
体心立方格子では，単位格子中に2個の原子を含むから充填率は，

4r3×233×100 =433×243HMC

よって r =×100 =8×100 = 67.9025 (%)

六角柱の高さ ：ｒ2六角柱の体積 ：×ｒ2 =67.9％

3ｒ

HはDMを2:1に内分する点であるため、 DH =(2r)2 = (AH)2 + (33)2AH =六方最密構造の単位格子は六角柱の1/3にあたる。
したがって，単位格子あたりの体積はｒ3となる。
六方最密構造では，単位格子中に2個の原子を含むことから

3ｒ2 ×6 =ｒ3

六方最密構造の充填率は，

4r3×23ｒ3×100 =3

したがって、六方最密構造から体心立方格子への密度（充填率）の変化は(充填率：×2 =3六角柱の面積 ：よって DM =(DM)2 = r2 + (2r)2DBD2) ÷ (3) == 0.9147・・・ ≒ 0.915（倍）8密度の変化：

0.915倍3[解答欄]

ア:エステル⑴

イ:飽和脂肪酸

ウ:不飽和脂肪酸エ: （炭素間）二重または不飽和（計算過程）
脂肪酸 C の分子量を M とする。けん化は、(RCOO) 3C3H 5+3KOH→3RCOOK + C3H 5(OH)3 で表される。油脂 A のけん化で生じ⑵る RCOOK→（酸性）→RCOOH と油脂 B のけん化で生じる脂肪酸 C のモル数は同じなので、42.6/M=2.0×75/1000 より、M=284 となる。飽和脂肪酸の一般式は Cn H2n+1 COOH であり、その分子量が 12n+2 n +1+45＝284 で表すことが出来る。これを解くと、n =17。示性式は C17H35COOH であり、名称はステアリン酸となる。
答⑶

示性式

C17H35COOH

名称ステアリン酸（計算過程）

油脂 A には 4 個の 2 重結合が存在する。

油脂 A の量を x g、分子量を m とする。(2)より、けん化は x/m×3=2.0×7.5/1000 でまた、「いずれの脂肪酸（2 種類）にも表されるので、x/m=0.05 mol。また、油脂 A に付加した水素量は、4.48/22.4 =0.2水素が付加された」とあるので、すべてmol。よって、油脂 A には 0.2/0.05＝4 個の 2 重結合が含まれていることになる。の脂肪酸の構造式には 2 重結合が存在(2)より、油脂 B の構造式は(C17H35COO) 3C3H5 であり、分子量は 890。よって、4 個する。よって、設問条件から考えると、の 2 重結合分の水素が減った分子量 882 が油脂 A の分子量となる。

⑷

2 重結合の数の組み合わせは 1-1-2、12-1 である以下の 2 種類になる。

以上より、けん化価は、1⁄882 × 3 × 56 × 103 = 190.4 [𝑚𝑔]ヨウ素価は、100⁄882 × 4 × 254 = 115.1 [𝑔]

答

190

けん化価

CH2OCOC17H33

CH2OCOC17H33

CHOCOC17H33

CHOCOC17H31

CH2OCOC17H31

CH2OCOC17H33115

ヨウ素価4
1 番目： NaOH + HCl

［解答欄］

(1)

(2)+ HCl

NaHCO3→

2 番目： Na2 CO3 + HCl→

NaCl + H2O→NaHCO3 + NaCl
（第一中和点）H2O + CO2 + NaCl

指示薬： フェノールフタレイン
色の変化： 赤色から無色（計算過程）

水酸化ナトリウムのモル濃度を X、炭酸ナトリウムのモル(4)濃度を Y とする。

指示薬： メチルオレンジ

X(mol/L) × 20/1000(L)＝0.1(mol/L) × (23-7.5)/1000(L)

X

色の変化：
（橙）黄色から赤色＝0.0775(3)

Y(mol/L)×（第二中和点）

20/1000(L) ＝ 0.1(mol/L)

×

器具名： ビュレット

7.5/1000(L)Y=0.0375(5)

水酸化ナトリウム

0.0775 mol/L

炭酸ナトリウム

0.0375 mol/L

対処法と目的： 滴定に用いる塩酸の濃度を正確に保つため（薄くならないようにするため）、0.1 ml/L の塩酸で何度か内部を共洗いする。

5

〔解答欄〕

（充電時の鉛蓄電池全体の化学反応式）
2PbSO4+2H2O→Pb+PbO2+2H2SO4

Zn+Cu2+→Zn2++Cu（Zn+CuSO4→ZnSO4+Cu）⑴(計算過程)
負極の反応は Zn→Zn 2++2e-、2 時間 8 分 40 秒=128 分 40 秒=7720 秒、⑷⑵

0.2(A)x7720(秒)=1544(クーロン）

電極 A の活物質:

電極 B の活物質:

F:96500（C/mol）より 1544/96500=0.016 mol の半分の 0.008 mol の Zn
PbO 2が溶出する。Zn: 65.4 より、65.4x0.008=0.5232g=532.2mg

答⑶

Pb532 mg 減少する。

亜鉛板上で Zn の溶解と Cu の析出（Zn+Cu2+→Zn2++Cu）が起こっている。
(計算過程)
充電前の硫酸水溶液の質量は 1.07x100=107g、硫酸の質量は 10.7g。充電条件である⑵は e -が 0.016 mol 移動する。
2PbSO4+2H 2O→Pb+PbO 2+2H 2SO 4 は 2e -流れたときなので、e -の mol 数と増減する水、硫酸の mol 数は同じ。

⑸

充電時、0.016mol の水（18x0.016=0.288g）が減少し、0.016mol の硫酸（98x0.016=1.568g）が生成する。
濃度 =溶質溶液

× 100 =

10.7+1.568
107−0.288+1.568

× 100 =

1226.8108.28= 11.32988%

11.3298 − 10 = 1.33 %答1.33%増加する。

6(1)

ACa

B

Ca(OH) 2

CNH3D

MnO2ECl2F

FeCl3

GFeSO4HO2I

O3J

Fe(OH) 3ア 石灰水

イ 白

ウ 赤紫エ 黄褐オ 赤褐カ 黒キ 不動態

ク 触媒

ケ 無声放電（紫外コ コロイド

サ チンダルシ 塩化水素線照射）(3)(2)（計算過程）

クとしての働き；クは触媒であり、活性化エネルギーが低下する

ことで、反応速度が大きくする。
(4)F と D の違いと名称；F: FeCl3 は反応物と均一に混じって働き、均一触媒と呼ばれる、。一方、D: MnO 2 は、反応物と混じりあわずに働き、不均一系触媒（固体触媒）と呼ばれる。
（計算過程）
気体：塩素
理由：デンプン紙を青変させるためには、I2 が生成する必要がある。塩素はオゾンと同様に酸化力を持ち、KI を酸化すると I2 が生成する。ハロゲン元素の単体の酸化(5)

力は I2 より Cl2 の方が高いため、KI は I2 に変換される方向に進行する。

(6)