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解答速報

医学部専門予備校

福岡校

近畿大学医学部（推薦） 化学

2023年11月19日実施

Ⅰ
5.4 × 10−5 mol/L

問 (1)

(a)

問 (2)(a) ジアンミン銀（Ⅰ）イオン [Ag(NH3 )2 ]+pH = 1.7(b) ②(c) K(b)硫化カドミウム③(c)pH = 4.9

水酸化アルミニウム④(d)1.0 × 10−3 g

硫化亜鉛⑤炭酸カルシウム+

解説
問 (1)

(a) Ca(OH)2 7.40 g から生じる OH− は

7.40×2 = 0.200 mol であり，混合する塩酸から生じる H+ は
74.0

20.01
×= 0.220 mol である．中和の結果，余った 0.220 − 0.200 = 0.020 mol の100
36.5. 1.7H+ が 1.0 L 中に存在しているので [H+ ] = 0.020 mol/L，pH = − log10 0.020 = 2 − log 2 = 1.70 =.
0.41(b) 酢酸 0.10 × 0.10 = 0.010 mol, 酢酸ナトリウム= 0.0050 mol が 0.10 L 中に溶けている緩衝
82[CH3 COOH]
0.10溶液になっている．この場合 [H+ ] =Ka =× 2.7 × 10−5 = 5.4 × 10−5 mol/L−[CH3 COO ]0.050
25.05.1= 0.30 mol 存在し，硫酸は× 10−3 × 9.0 = 0.15 mol 存在するので完全(c) アンモニアは
171.5
中和し，混合後は 0.15 mol/L の硫酸アンモニウム溶液になっている．このアンモニウムイオンが加水
36.5 × 1.10 ×分解を起こす．加水分解前のアンモニウムイオン濃度を Cs (= 0.30 mol/L) とする．

−−→←−− NH3NH4 ++ H+初め

Cs mol0(0)変化量−Cs β+Cs β+Cs β

平衡時

Cs (1 − β) mol

Cs β mol+Cs β mol−. 1 と近似し，[OH− ] = Kw を K = [NH4 ][OH ] に代入すると
1−β =.
b[H+ ][NH3 ]Kw
Cs β
Cs βCsKb =√Kw=
Cs β 2√... β =Kw,
Cs Kb

√+

[H ] = Cs β =

Cs Kw
Kb

Cs Kw
110.30 × 10−14. 4.9==−log(10 − log 3 + log 2.3) = 4.93 =.
Kb
22.3 × 10−52√√(d) 飽和塩化銀水溶液 0.50 L 中では Ag+ , Cl− ともに Ksp ×0.50 = 1.96 × 10−10 ×0.50 = 7.0×10−60.10=mol 存在する．加えた 10.0 mol/L 塩酸 0.10 mL 中に含まれる塩化物イオンは 10.0 ×
103
1.0 × 10−3 mol であり，7.0 × 10−6 ≪ 1.0 × 10−3 であるから，Ag+ はほぼ全量が AgCl として沈殿.
すると考えてよい．その質量は 7.0 × 10−6 × (108 + 35.5) = 1.00 × 10−3 =. 1.0 × 10−3 g である．
これより pH = − log医学部進学予備校メビオ
問 (2)分離系統図を以下に示す．沈殿したものは左，ろ液中に溶けているものは右に記した．

Ag+ , Al3+ , Ca2+ , Cd2+ , Cu2+ , Fe3+ , K+ , Mn2+ , Na+ , Ni2+ , Pb2+ , Zn2+
HClaq(操作①前半)

AgCl↓, PbCl2 ↓Al3+ , Ca2+ , Cd2+ , Cu2+ , Fe3+ , K+ , Mn2+ , Na+ , Ni2+ , Zn2+

NH3 aq(操作①後半)

PbCl2 ↓×酸性条件 H2 S(操作②)[Ag(NH3 )2 ]+ (無色)Al3+ , Ca2+ , Fe2+ , Fe3+ , K+ , Mn2+ , Na+ , Ni2+ , Zn2+
煮沸後 HNO3 aq(操作③前半)

CuS↓(黒), CdS↓(黄)×

Al3+ , Ca2+ , Fe3+ , K+ , Mn2+ , Na+ , Ni2+ , Zn2+
NH3 +NH4 Claq(操作③後半)

Al(OH)3 ↓(白),×Fe(OH)3 ↓(赤褐)Ca2+ , K+ , Mn2+ , Na+ , Ni2+ , Zn2+(注)塩基性条件 H2 S(操作④)

MnS↓(淡桃×), NiS↓(黒), ZnS↓(白)×

Ca2+ , K+ , Na+(NH4 )2 CO3 aq(操作⑤)

CaCO3 ↓(白)K+ , Na+
炎色反応 (操作⑥)

K (赤紫),
Na+ (黄)×+(注)：加えた NH3 が多ければ Zn2+ は [Zn(NH3 )4 ]2+ , Ni2+ は [Ni(NH3 )6 ]2+ として存在している．いずれにせよ，弱塩基性だと Zn2+ ，Ni2+ ，Mn2+ の水酸化物は溶解度が低く沈殿しない．

(a) 操作①で最終的に NH3 aq にすべての沈殿が溶解しているので，PbCl2 は存在しない．生成した溶液中に Ag+ は錯イオンとして溶けており，その名称はジアンミン銀（Ⅰ）イオンである．

(b) ② 生成したのが黄色沈殿なので，CdS である．Cu2+ が存在すれば CuS の黒色沈殿となるはずで，もし黄色と黒色が共存すれば黒に見えるはずである．
③

生成したのが白色沈殿なので，Al(OH)3 である．Fe3+ が存在すれば Fe(OH)3 の赤褐色沈殿となるはずで，もし白色と赤褐色が共存すれば赤褐色に見えるはずである．
④

生成したのが白色沈殿なので，ZnS である．Ni2+ や Mn2+ が存在すれば NiS の黒色沈殿や MnSの淡桃色沈殿の色が見えるはずであり，白色に見える場合はそのどちらも存在しないと考えられる．
⑤

ここで沈殿するのはアルカリ土類金属のイオンであり，生成した白色沈殿は CaCO3 である．

(c) 操作⑥で行ったのは炎色反応で，赤紫色は K+ の存在を示す．Na+ だと黄色を示すはずである（初めに存在したイオンが 6 種であることから，この 2 種が混在している可能性はない）．

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Ⅱ(a) 溶解する粒子の数と析出する粒子の数が単位時間あたりで等しくなっている状態．（37 字）P(b) y = 1.24x 〔g〕(c) 1.00 × 102 〔g〕(d) 1.06 × 102 〔g〕(e) α =
−112.0R(f) CuSO（固）+ aq = CuSO4 aq +73.0 kJ （CuSO（固）+ aq = Cu2+ aq + SO4 2− aq +73.0 kJ も可）44(g) 1.2 × 10 〔℃〕

(h)

高エネル
ギ

84.0 〔kJ〕

73.0 kJー低(i)CuSO（固）+ aq
4CuSO4 aq
CuSO4 ·5H2 O（固）+ aq

11.0 kJ(j) 温度が下がると，ルシャトリエの原理により発熱反応の向き，すなわち硫酸銅（Ⅱ）五水和物の析出の向きへ平衡が移動するため．（59 字）
解説(a) 反応系が平衡状態に達しているとは，可逆反応における正反応と逆反応の反応速度が等しくなり，反応の進行−−→が見かけ上停止している状況を指す．今回においては，CuSO4 ·5H2 O（固）+ aq ←−− CuSO4 aq の反応系において，溶液が飽和溶液となり，硫酸銅（Ⅱ）五水和物が溶解する反応（正反応）の速度と析出する反応（逆反応）の速度が等しい状態を，「溶解平衡に達している」と表現する．

(b)

溶液
溶媒溶質より，

x90.0x250160x250+yg

140 g+yg

100 g+0g

40.0 g40.0(x + y) = 140 ×160
x ⇒ y = 1.24x 〔g〕
250(c) 求める値を a 〔g〕とすると，
溶液

350 g

溶媒溶質
より，

140 g
100 g

ag

40.0 g350 × 40.0 = 140a ⇒ a = 1.00 × 102 〔g〕(d) 求める値を b 〔g〕とすると，
−b g
120 g
90.0
溶媒
250 −50.0 −
100 g
bg
250
160
溶質
100−bg20.0 g250()
160. 1.06 × 102 〔g〕
より， (350 − 50.0 − b) × 20.0 = 100 −b × 120 ⇒ b = 105.6 =.
250溶液

350−50.0

医学部進学予備校メビオ(e) 硫酸銅（Ⅱ）C mol を水に溶解して 1.00 L の水溶液を調製した場合，硫酸銅（Ⅱ）が電離度 α で電離した際には C(1 + α) mol/L の濃度で粒子が溶解していると考えられる．

CuSO4初めC−−→←−−mol

Cu2+0+mol

SO4 2−0mol

変化量

↓ −Cα

↓ +Cα

↓ +Cα

平衡時

C(1 − α) mol

Cα molCα mol

計Cmol

C(1 + α) mol

この場合，ファントホッフの法則より浸透圧 P 〔Pa〕 はP = C(1 + α)RTと表されるので，

P =10.0P(1 + α) × R × 300 ⇒ α =−1250
12.0R(f) 熱化学方程式を記述する際には物質の状態を明記すること．CuSO4 は溶液中では Cu2+ と SO4 2− に電離していると考えた熱化学方程式としてもよいだろう．

16.0× 73.0 = 7.30 kJ であるから，この熱によって溶液の温度が ∆t ℃ 上昇したとすると，
160. 1.2 × 10 〔℃〕∆t × 4.2 × (130 + 16.0) = 7.30 × 103 ⇒ ∆t = 11.9 =.
10.0(h) 硫酸銅（Ⅱ）五水和物の溶解は 1 mol あたり 0.440 ÷= 11.0 kJ の吸熱反応となる．
250(i) CuSO4 + 5H2 O −−→ CuSO4 ·5H2 O + Q kJ とすると，(h) より Q = 73.0 + 11.0 = 84.0 kJ(g) 発生した熱量は(j) 硫酸銅（Ⅱ）の溶解は発熱反応なので温度が下がると溶解度が減少するという現象をここから説明することはで−−→きない．(h) より硫酸銅（Ⅱ）五水和物の溶解が吸熱反応 (CuSO4 ·5H2 O + aq ←−− CuSO4 aq −11.0 kJ) である
ことに注目し，温度が下がると平衡が左へ移動して硫酸銅（Ⅱ）
五水和物の析出がおこってしまうという流れで説明するとよい．

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Ⅲ
問 (1)

B 白
C 青(b) Ca(OH)2 + CO2 −−→ CaCO3 + H2 O(a) A二酸化炭素

D アンモニア

E 赤F 青G 青緑(c) 炎色反応
問 (2)(a) (m, n) = (5, 12)(b)(d) CH3 CHCH2 CH2 CH35 種類
(e)

(c)

2 種類
CH3CH3 CH2 CHOCH3OH
解説
問 (1)

化合物中の炭素は，完全燃焼により A 二酸化炭素に変化し，これを石灰水（水酸化カルシウム水溶液）に通じると以下の反応により水に難溶の塩である炭酸カルシウムが生じるため，溶液が B 白色に濁る．

Ca(OH)2 + CO2 −−→ CaCO3 + H2 O
化合物中の水素は，完全燃焼により水に変化する．これを硫酸銅（Ⅱ）
無水物 CuSO4 に触れさせると，C 青色の硫酸銅（Ⅱ）五水和物 CuSO4 ·5H2 O を生じる．
化合物中の窒素は，水酸化ナトリウムの固体を加えて加熱することで D アンモニアに変化する．アンモニ
アは塩基性の気体なので，湿らせた E 赤色リトマス紙を F 青色に変色させる．
化合物中のハロゲン（塩素，臭素，ヨウ素）は，試料を加熱した銅線につけると，たとえば塩素であれば塩化銅（Ⅱ）CuCl2 が生じる．この銅線をバーナーの外炎にかざすことで炎色反応によって G 青緑色の炎が観察される．この検出反応はバイルシュタイン反応と呼ばれる．
問 (2)(a) 燃焼ガスのうち，塩化カルシウム管では H2 O が，ソーダ石灰管では CO2 が吸収される．したがって有機化合物 A 22.1 mg 中の各元素の質量は，12.0

C：55.1 ×= 15.0... mg

44.0

2.00= 3.02... mg
H：27.2 ×18.0

O：22.1 − (15.0 + 3.02) = 4.08 mg

15.0
3.02
4.08
. 5 : 12 : 1::= 1.25 : 3.02 : 0.255 = 4.9... : 11.8... : 1 =.
12.0
1.00
16.0
より，組成式は C5 H12 O と求まり，分子量が 92 未満であることから分子式は C5 H12 O と決まる．

であるから，C : H : O =(b) 分子式 C5 H12 O で表される構造式は以下の 14 種である（アルコール 8 種とエーテル 6 種，不斉炭素原子は C∗ で示す）．

• アルコールCH3CH2CH2CH2CH2OHCH3CH2CH2C∗ H
OH

CH3CH3CH2CHCH2CH3CH3CHCH2OHCH3CH3CHCH3C∗ H

CH3CH3OHOHC∗ H

CH2CH2CH3OH
CH3CH3CH2CCH3CH3CCH2CH3OHCH2OHCH3

医学部進学予備校メビオ• エーテル
CH3O CH2CH3CH2CH2CH3O C∗ H
CH3CH2CH3CH3CH

CH2OCH3CH3CH3CH2O

CH2CH3CHCH3O CH2

CH3CH3C

CH3CH2CH3O CH3CH3このうち，不斉炭素原子がなく，金属ナトリウムと反応しない化合物（エーテル）は 5 種である．

(c) (b) に記した構造のうち，ヨードホルム反応を示すのは CH3CHの構造を持つアルコール 2 種OH（2–ペンタノールと 3–メチル–2–ブタノール）である．

(d) (b) に記した構造のうち，2–ペンタノールからは分子内脱水により計 3 種の化合物が生じる．
CH3CH2 CH2 CH3 CH3HCH2CHCH2CH21–ペンテン

CH3CHCCH
シス–2–ペンテンHC
CH2CH2CH3トランス–2–ペンテン(e) (b) に記した構造のうち，分子内脱水が進行しないのはエーテル 6 種と 2,2–ジメチル–1–プロパノールである．このうち不斉炭素原子を持つのは以下のエーテルである．

CH3CH3O C∗ HCH2CH3sec–ブチルメチルエーテル

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講評Ⅰ

問 (1) ［酸・塩基，溶解度積］（やや難）溶液に関する出題．正解を出すために濃度変換，pH 計算など複数の作業をこなさねばならない．緩衝液，加水分解平衡等を理解したうえでさらに計算力が必要だった．得点差がついたものと思われる．
問 (2) ［金属陽イオン定性分析］（やや易）金属イオンの分離に関する出題．暗記事項がしっかりと頭に入っていれば満点を目指せるだろう．落
ち着いて解こう．

Ⅱ［化学平衡，溶液，熱化学］（標準）
硫酸銅（Ⅱ）の無水塩ならびに五水和物の水への溶解を題材に，化学平衡・溶液・熱化学の各分野から出題されている複合題．記述問題が 2 題あったことは特徴的．いずれも字数制限はあるもののその指定は幅広く，規定の字数に収めることにはそう苦労しなかったのではないか．計算問題は各々で見るといずれも典型題だが，適切な解法を手際よく選択できたかどうかで要する時間と正答率には差がつくだろう．

Ⅲ

問 (1) ［有機化合物の元素分析］（易）有機化合物に含まれる元素の定性分析についての知識問題で，どれも教科書レベルの基本的なところが問われた．確実に得点したい．
問 (2) ［酸素を含む脂肪族，異性体］（易）有機化合物の分子式決定と，その異性体についての設問．分子式決定の際の計算が割り切れないので戸惑った受験生もいたかもしれないが，端数を切り捨てて概算して正答にたどり着けるため，差はつかないだろう．得られた分子式 C5 H12 O の異性体についても失点したくない内容．

Ⅰの冒頭から複数の分野に渡る計算問題が並び，ここから手を付けた受験生は焦りを覚えたかもしれない．昨年度と比べて，理論化学分野からの出題の分量は多くなったが，計算しやすい数値になっていたこと，Ⅲの有機化学の設問が分量も難易度も下がっていたことを考えると，やや易化したと言えるだろう．一次合格には 65 % 以上欲しい．

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