(2022－ 般 Ⅲ)

解答はすべて解答用紙に記入せよ｡

１

次の文を読み，（１）と（２）の問いに答えよ。なお，以下の記述で，物質は純物質，気体は理想気体とし，圧力と温度は標準状態( 1.013 × 105 Pa ，0 ºC = 273 K ) ，1 mol の気体の標準状態における体積は 22.4 L とする。
必要ならば，原子量は N 14 を用いよ。

（１）

ア～オに入る数値を求めよ。ただし，数値は，小数第 2 位まで記せ。必要ならば，四捨五入を用いよ。
10 g の窒素ガス N2 の体積はアL であり，窒素ガス N2 の密度は体積が 56 L である気体がある。この気体の物質量はg/L である。

mol である。

ウ

体積が 14 L で質量が 27.5 g の気体がある。この気体のモル質量は密度が 3.75 g/L である気体がある。この気体の分子量はイオ

エg/mol である。

である。

（２） 気体の状態方程式は pV = nRT である。「 1 mol の気体の標準状態における体積は 22.4 L 」という関係を利用して，気体定数 R を求めよ。ただし，p は圧力 [ Pa ] ，V は体積 [ L ] ，n は物質量 [ mol ] ，T は絶対温度 [ K ] であり，気体定数の単位は [ Pa･L / (mol･K) ] である。また，数値は a × 10 b( 1 ≦ a ＜ 10 )の形式で記せ。a は小数第 1 位を四捨五入して整数で，b は整数でそれぞれ記せ。必要ならば，四捨五入を用いよ。

(2022－ 般 Ⅲ)

解答はすべて解答用紙に記入せよ｡

２

次の電池に関する文を読み，（１）～（５）の問いに答えよ。

ダニエル電池は，1836 年にダニエルによって発明された電池である。その構成は，電極として亜鉛と銅が用いられている。亜鉛と銅は，電解質である硫酸亜鉛水溶液と硫酸銅(Ⅱ)水溶液にそれぞれ浸してある。さらに，二つの水溶液は混合しないように①素焼き板で仕切られている。両極を導線でつなぐと放電が起こり，放電時の電池全体のイオン反応式は，次のように表される。
Zn +Cu2+→Zn2++Cu

一般に，電池の構成を表す電池式は，電解質水溶液を『 | | 』の記号ではさみ，両端に電極の種類と『(＋)』および『(－)』の符号をつけて表す。したがって，ダニエル電池の構成は次のような式で表される。
(－) Zn | ZnSO4 aq | CuSO4 aq | Cu (+)
隔膜 ( 素焼き板 )放電するとき，負極の亜鉛では応が起こっている。したがって，

ア ： 酸化・還元
ウ ： 電子・電流反応が起こっており，正極の銅では

イ ： 酸化・還元

は導線を伝って負極から正極に流れ，は正極から負極に流れる。また，二つの電極の間で生じるＡ

反エ ： 電子・電流

は電池の起電力とよばれる。

一方， 鉛蓄電池は充電することで再び使用することができる特徴をもつ。このような電池を オ ： 一次・二次②電池とよび，充電できない電池を カ ： 一次・二次 電池とよぶ。

（１）

ア～

カ

については解答用紙の解答欄の該当する語を○で囲み，Ａには適切な用語を入れ，文を完成せよ。
（２）亜鉛と硫酸亜鉛水溶液の代わりに鉄と硫酸鉄(Ⅱ)水溶液を用い，銅と硫酸銅(Ⅱ)水溶液をニッケルと硫酸ニッケル(Ⅱ)水溶液に変更すると起電力は元の電池と比べてどのように変化するか答えよ。
（３）電解液の硫酸銅(Ⅱ)水溶液の濃度を低くすると，放電される時間は元の電池と比べてどのように変化するか答えよ。
（４）下線部①の素焼き板は，二つの水溶液が混合することを防ぐ。しかし，細孔をもつためイオンは通す。放電中に硫酸銅(Ⅱ)水溶液から硫酸亜鉛水溶液に向かって移動しているイオンがあれば，そのイオンをイオン式で答えよ。ただし，イオンが移動しなければ，解答欄には『なし』と記せ。
（５）ダニエル電池の電池式を参考にし，下線部②の電池式を記せ。

(2022－ 般 Ⅲ)

解答はすべて解答用紙に記入せよ｡

３

下の図は，Ag+，Ba2+，Cu2+，Na+，Al3+，Zn2+ の 6 種の金属イオンを含む水溶液から①～⑤の操作を行って，各イオンを分離する操作を示したものである。この実験に関する（１）～（４）の問いに答えよ。

試料溶液①希塩酸を加える。

沈殿 Ａ

ろ液②硫化水素を通じる。

沈殿 Ｂ

ろ液
③煮沸して硫化水素を除き，多量のアンモニア水を加える。

沈殿 Ｃ

ろ液
④硫化水素を通じる。

沈殿 Ｄろ液⑤炭酸アンモニウム水溶液を加える。

沈殿 Ｅろ液 Ｆ（１）沈殿Ａ～Ｅの化学式を記せ。
（２）沈殿Ａと沈殿Ｂの色をそれぞれ記せ。
（３）沈殿Ｃに水酸化ナトリウム水溶液を加えたときに起こる反応をイオン反応式で記せ。
（４）ろ液Ｆに含まれるイオンを確認する方法と得られる結果を記せ。

(2022－ 般 Ⅲ)

解答はすべて解答用紙に記入せよ｡

４

有機化合物の反応に関する（１）～（４）の文を読み，解答欄の「反応名」に反応の名称，「色」に文中の空欄にあてはまる色，「構造」に化合物Ａ～Ｄの構造，「名称」に化合物Ａ～Ｄの名前を記入せよ。ただし，「構造」は化合物の構造欄より選び，ア～カの記号で記せ。

（１）試験管の硝酸銀水溶液にアンモニア水を過剰に加えた液 (アンモニア性硝酸銀水溶液) に化合物Ａを加えて温めると，試験管壁が色になるか，または黒色の沈殿を生じる。

（２）化合物Ｂにヨウ素と水酸化ナトリウム水溶液を加えると，（３）臭素水に化合物Ｃを通じると，色の沈殿が生じる。

色が消える。

（４）化合物Ｄの水溶液にナトリウムフェノキシドの水溶液を加えると，色の化合物が生成する。

化合物の構造

N2Cl

アOHイウ

H2CエカオOH
H3CCHOO

CH3CH2HC

H

H3CCOH１アL

イエg/molオ2022

受験般Ⅲ番号g/L

ウmol

(2)

Pa･L/(mol･K)

(1)

２

ア

酸化 ・ 還元イ

酸化 ・ 還元ウ

電子 ・ 電流(1) エ

電子 ・ 電流オ

一次 ・ 二次カ

一次 ・ 二次Ａ
(2)
(3)
(5)

(4)

３

Ａ

ＢＤＥＣ

(1)

(2)

沈殿Ａ

沈殿Ｂ

(3)
(4)

４

反応名
(1)
(2)
(3)
(4)

色

構造

名称

化合物Ａ

化合物Ａ

化合物Ｂ

化合物Ｂ

化合物Ｃ

化合物Ｃ

化合物Ｄ

化合物Ｄ

解答例

１

受験

般Ⅲ

番号8.00

L

イ

エ

44.00

g/mol

オ

84.00

(2)

ア

酸化 ・ 還元イ

酸化 ・ 還元ウ

電子 ・ 電流(1) エ

電子 ・ 電流オ

一次 ・ 二次カ

一次 ・ 二次Ａ

電位差(電圧)

ア

1.25

2022g/Lウ

2.50

mol

(1)

２(2)

元の電池と比べて起電力は小さくなる。

(3)

元の電池と比べて放電される時間は短くなる。

Pa･L/(mol･K)

SO4 2－(5)(－) Pb | H2SO4 aq | PbO2 (＋)

ＡAgCl

ＢCuS

ＤZnS

Ｅ

BaCO3(4)３8 × 103

Al(OH)3Ｃ

(1)

(2)
(3)
(4)

４沈殿Ａ

白Al(OH)3 +沈殿Ｂ

黒OH －[ Al(OH)4 ]－ろ液 Ｆ を白金線につけて外炎に入れると，黄色の炎色反応が観察される。

反応名

色(1)

銀鏡反応(還元反応)

銀(2)ヨードホルム反応

黄(3)

付加反応

赤褐(4)

ジアゾカップリング

橙赤構造
化合物Ａ

化合物Ｂ

化合物Ｃ化合物Ｄオエウア

名称化合物Ａ

化合物Ｂ

化合物Ｃ化合物Ｄ

ホルムアルデヒド
2－プロパノール
エチレン
塩化ベンゼンジアゾニウム