解答速報

関西医科大学 化学

2019年1月26日実施

Ⅰ
問1(ア) 液(イ) 12(ウ) ビニルアルコール問2アマルガム

問4

CH CH + H2 O −−→ CH2 CH–OH

問5

構造異性体

問3(エ) エチレン（エテン）(ⅰ) 硫化水銀（Ⅱ）（辰砂）(オ), (カ) PdCl2 , CuCl2(ⅱ) HgS

1.19 × 103 mm

問6

解説
問1(エ), (オ), (カ)塩化パラジウム（Ⅱ）と塩化銅（Ⅱ）を触媒としてアルケンを酸素で酸化するとカルボ

問2

水銀に他の金属を溶解させたものをアマルガムという．かつての NaOH の製法である水銀法においニル化合物が生じる（ワッカー酸化やヘキスト・ワッカー法という）．て，陰極で析出した金属ナトリウムは水銀に溶解してナトリウムアマルガムとなる．
しんしゃ

問3に赤色顔料の朱の原料となるのは，辰砂という鉱物である (丹ともいう)．成分は赤色の硫化水銀（Ⅱ）

HgS である．なお，HgS は黒色のものと赤色のものがあり，これらは結晶構造が異なっている．Hg2+イオンを含む溶液に H2 S を吹き込んで沈殿するのは黒色の HgS だが，この沈澱を 450 ℃に熱すると赤色の HgS に変化する．
問5

分子式は等しいが，原子の結合関係が異なる分子を構造異性体という．

問6

圧力 110 mmHg は，1 cm2 の面上に 13.5 × 11.0 g の水銀が存在し，この水銀の重力が面に及ぼす力を意味する．面積 1 cm2 あたり水銀と同じ質量の 1,2,3–プロパントリオールが存在すれば等しい圧力となる．1,2,3–プロパントリオールの液柱の高さを x mm とすると 1.25 × x × 10−1 = 13.5 × 11.0 より
13.5. 1.19 × 103 mm
x = 110 ×= 1188 =.
1.25Ⅱ
問1(ア) 小さい問33.72 × 10−1問5Ni2+2+

問7

Cu + 2H2 SO4 −−→ CuSO4 + SO2 + 2H2 O，Zn(イ) 酸化力A，Cu

問42+，SO4(ウ) 無(エ) 青2+− −−→Cu
2−+ 2e(オ) 赤褐

問2粗銅板Cu

問 6 （ⅰ）陽極泥 （ⅱ）Au，Ag

解説
問1

銅は水素よりもイオン化傾向が小さいので通常の酸である塩酸や希硫酸には溶解しないが，酸化力の強い希硝酸，濃硝酸，熱濃硫酸とは反応し，それぞれ無色の一酸化窒素 NO，赤褐色の二酸化窒素

NO2 ，無色の二酸化硫黄 SO2 が発生して銅が青色の Cu2+ イオンとなって溶解する．
問 2 電池の正極と導線でつながれているのが陽極，負極とつながれているのが陰極である．電池は負極か

ら導線中に電子を流し，正極は導線から電子を引きつけるので，正極とつなぐ陽極では反応物が電子を放出する反応，すなわち酸化反応がおこる．銅の電解精錬では粗銅を酸化して溶解させ，純銅側では銅（Ⅱ）
イオンが還元されて銅の単体が析出する必要があるので，電池の正極につなぐのは粗銅板である．
問3

粗銅の質量減少はイオン化する銅，ニッケル，亜鉛やイオン化せずに単体金属のまま沈殿する金や銀の質量の合計になっているので，そこからは何も求まらない．問 4 の解答のイオン反応式のように銅の析出のみが起こっている，陰極（純銅板）の質量増加のデータを用いる．電流〔A〕× 時間〔s〕=

問4

電気量〔C〕であるから，求める電流を x〔A〕とすると，x × (48 × 60 × 60)
121.2 − 100. 3.72 × 10−1 A
e− : Cu =:= 2 : 1 =⇒ x = 0.3722 =.
9.65 × 104
63.6
陰極では電解液中で最もイオン化傾向の小さい銅の析出のみが起こる。

問5

銅はイオン化する．銅よりもイオン化傾向の大きいニッケル，亜鉛はイオン化するが陰極で析出しないので最後まで溶液中に存在する．元から存在する陰イオンの硫酸イオンも変化せず最後まで残る．

問6

銅よりもイオン化傾向の小さい金と銀はイオン化できず，周りの銅が溶けていくと単体のまま陽極の下に沈殿する．これを陽極泥という．（もし粗銅中に鉛が存在する場合はイオン化した後に不溶性のPbSO4 となるので陽極泥に含まれる）
SO4 2− + 4H+ + 2e−

問7Cu
SO4 2−
Cu + 2H2 SO4−−→−−→

SO2 + 2H2 O−−→

Cu2+ + 2e−
SO4 2−−−→CuSO4 + 2H2 O + SO2 ↑Ⅲ
問1(ア) 硫黄 (イ) 加硫 (ウ) ホルムアルデヒド (エ) 付加 (オ) ノボラック(カ) フェノール樹脂（ベークライト）
CH2

問2CH2C

問3(C), (D)CH

CH3nbb
問 4 (ⅰ) Ka =mol/L (ⅱ) α =2a − b2a
問 5 (ⅰ) 陽イオン交換樹脂 (ⅱ) 2.12

解説
問1

熱硬化性のフェノール樹脂が生成する前段階の直鎖高分子は，酸触媒の場合がノボラック，塩基触媒の場合がレゾールである．

問3アルキド樹脂は，グリセリンと無水フタル酸からできる高分子化合物で，立体網目構造を持つため熱硬化性である．

問4500 mL = 0.500 L 中の物質量は次のようになっている．
+ H+a−−→←−− C6 H5 O−
0−aα+aα+aαa(1 − α)aαaαC6 H5 OH

これより [H+ ] =(0)aαb= b mol/L であり，α =がわかる．また
0.5002a(Ka =問5[C6 H5 O− ][H+ ]2aα · 2aα2aα2===[C6 H5 OH]
2a(1 − α)1−α)2bb22a=mol/Lb2a − b1−2a2a(ⅰ) −SO3 H = 81.1 であるから，X の粉末 8.11 g 中に存在するスルホ基の物質量は8.11 ×8.0
1
×= 8.0 × 10−3 mol
10081.1

この全量が食塩水中の Na+ とイオン交換され，[H+ ] = 8.0 × 10−3 mol/L になる．従って. 2.1
pH = − log10 (8.0 × 10−3 ) = 3 − 3 log 2 = 3 − 0.903 = 2.097 =.

Ⅳ
問1(ア) アセチル(イ) アセテート(ウ) 銅アンモニアレーヨン（キュプラ）(エ) ポリエチレンテレフタラート
問 2 C12 H16 O82+
問 3 Cu(OH)2 + 4NH3 −−→ [Cu(NH3 )4 ] + 2OH−
問4(ⅰ) エチレングリコール（1,2–エタンジオール）

問5(ⅰ) 1.99 × 104

–C(ⅱ) HO––O



C–O–(CH2 )2 –O–––H
On(ⅱ) 2.07 × 102

解説
問1

実験 1

半合成繊維に分類されるアセテートは，原料のセルロースを無水酢酸でアセチル化してトリアセチルセルロースとした後，含まれるエステル結合を部分的に加水分解して得られる．

実験 2

水酸化銅（Ⅱ）を濃アンモニア水に溶かした溶液はシュバイツァー試薬と呼ばれる．これにセルロースを溶解させた後に希硫酸中に押し出して作る繊維を銅アンモニアレーヨン（キュプラ）といい，再生繊維に分類される．

実験 3

エタノールに濃硫酸を加えて 160 ℃ 〜 170 ℃ で熱することで得られる気体 B はエチレンであり，これを KMnO4 触媒として塩基性条件下で酸化して得られる化合物 C はエチレングリコールである．

KMnO4
CH2 =CH2 −−−−−−−−−→ CH2 CH2酸化OH OH
エチレングリコールとテレフタル酸を縮合重合させると，ポリエチレンテレフタラートが得られる．
問2

トリアセチルセルロースの示性式は [C6 H7 O2 (OCOCH3 )3 ]n であり，繰り返し単位は C12 H16 O8 と問3

青白色沈殿 Cu(OH)2 は濃アンモニア水に対して，テトラアンミン銅（Ⅱ）イオンとなって溶解する．

問4

テレフタル酸のカルボキシ基とエチレングリコールのヒドロキシ基が脱水縮合を繰り返し，エステなる．

ル結合により連結したポリエチレンテレフタラートが得られる．

n HO–COC–OH + n HO–CH2 –CH2 –OHO

–C−−→ HO––O + (2n − 1) H2 O
C–O–(CH2 )2 –O–––HOn問5

ポリエチレンテレフタラートの分子量を M とすると，ファントホッフの法則から
6.00
7.50 × 102 × 1.00 =× 8.31 × 103 × (27 + 273)
M
. 1.99 × 104 が求まる．ポリエチレンテレフタラートの分子量は重合度 n を用より，M = 19944 =.
19926
いると 192n + 18 と表せるため，これと上の値から 192n + 18 = 19944 ⇐⇒ n =であり，
192
19926
. 2.07 × 102 個と求まる．
エステル結合の平均の数は 2n − 1 = 2 ×− 1 = 206.5... =.
192
19944
ポリエチレンテレフタラートの末端の–Hと–OHを無視して考えた場合，重合度n=192 . 2.07×102 となり，この場合もエステル結合の平均の数は 2n−1 = 2× 19944 −1 = 206.75 =.

192個と，上と同じ値になる．

講評
中にはややマニアックな知識問題が混ざっていたものの，どの問題も易問〜標準問が多く並び，全体的に易化したと言えるだろう．Ⅱの銅の電解精錬のテーマについては MeBio 主催の関西医科大学医学部模試に参加した受験生にとってよく見知ったテーマだったに違いない．Ⅲの問 1 の穴埋め問題および問 4 の電離定数・電離度の計算問題，Ⅳの問 1 の穴埋め問題および問 5 の PET の計算問題といったところで差がついたのではないか．目標は 70 %．

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