冬休みの課題 ( 化学基礎 酸化還元 ) 1. 下線部の原子の酸化数 NO1 1 CaCO 3 2 NaNO 3 3 K 2Cr 2O 7 4 H 3PO 下線部の原子の酸化数の変化 1 3Cu+8HNO 3 3Cu(NO 3) 2+4H 2O+2NO

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1 冬休みの課題 ( 化学基礎 酸化還元 ) 1. 下線部の原子の酸化数 NO1 1 CaCO 3 2 NaNO 3 3 K 2Cr 2O 7 4 H 3PO 下線部の原子の酸化数の変化 1 3Cu+8HNO 3 3Cu(NO 3) 2+4H 2O+2NO SO 2+I 2+2H 2O H 2SO 4+2HI H 2S+SO 2 3S+2H 2O MnO 2+4HCl MnCl 2+Cl 2+2H 2O KMnO 4+10KI+8H 2SO 4 2MnSO 4+5I 2+8H 2O+K 2SO 下線部の化合物が酸化剤として作用しているもの [4] 1 クロム酸カリウム水溶液に硫酸を加えると 橙赤色になる 2K 2CrO 4+2H + K 2Cr 2O 7+H 2O+2K ( 酸化数は変化なし 酸化剤でも還元剤でもない ) 2 硫酸酸性の過マンガン酸カリウムに過酸化水素水を加えると 赤紫色が消える 2KMnO 4+5H 2O 2+3H 2SO 4 2MnSO 4+5O 2+8H 2O+K 2SO ( 酸化数増加 酸化 還元剤 ) 3 硫酸銅 (Ⅱ) 水溶液にアンモニア水を過剰に加えると 濃青色になる Cu(OH) 2+4NH 3 [Cu(NH 3) 4] 2+ +2OH - [ 青色 濃青色 ] 銅 (Ⅱ) イオン テトラアンミン銅 (Ⅱ) イオン ( 酸化数は変化なし 酸化剤でも還元剤でもない ) 4 硫化水素の水溶液に二酸化硫黄を通じると 白濁する 2H 2S+SO 2 3S+2H 2O +4 0 ( 酸化数減少 還元 酸化剤 ) 5 硫酸酸性のヨウ化カリウム水溶液に過酸化水素水を加えると 褐色になる 2KI+H 2O 2+H 2SO 4 I 2+2H 2O+K 2SO ( 酸化数増加 酸化 還元剤 ) 4. 塩酸を加えたときに酸化還元反応によって気体が発生する物質を 次の1~5の内から1つ選べ [2] 1 NaHSO 3 SO 2 [ 亜硫酸ナトリウム 二酸化硫黄 ] ( 酸化数変化なし ) 2 CaCl(ClO) H 2O Cl 2 [ さらし粉 塩素 ] ( 酸化数が変化 酸化還元反応 ) 3 CaCO 3 CO 2 [ 炭酸カルシウム 二酸化炭素 ] ( 酸化数変化なし ) 4 NaHCO 3 CO 2 [ 炭酸水素ナトリウム 二酸化炭素 ] ( 酸化数変化なし ) 5 FeS H 2S [ 硫化鉄 (Ⅱ) 硫化水素 ] -2-2 ( 酸化数変化なし )

2 冬休みの課題 ( 化学基礎 酸化還元 ) NO2 5.1 濃度未知のSnCl 2 の酸性水溶液 200mL( これを100mL ずつに分ける ) 2 Sn 2+ Sn 4+ に酸化する 3 2の酸化反応のためには 0.10mol/LのKMnO 4 水溶液が30mL が必要であった - 4 MnO 4 + 8H + + 5e - Mn H 2O [ 過マンガン酸イオンの反応 ] 5 Cr 2O H + + 6e - 2Cr H 2O [ 二クロム酸イオンの反応 ] 6 (1~5より)SnCl 2 の酸性水溶液 100mL を Sn 2+ Sn 4+ に酸化するのに必要な 0.10mol/LのK 2Cr 2O 7 水溶液の体積を求める SnCl 2 の水溶液のモル濃度をC(mol/L) とすると C : : C=0.075 mol/l 100 V 8 K 2Cr 2O 7 水溶液の体積をVmLとすると : : V=25mL 6.A.Cu B.Ag C.Ni D.Al [Al>Ni>Cu>Ag] 7.[2 と5] 1 Fe+2HCl FeCl 2+H 2 2 誤り 3 鉄の表面を鉄よりイオン化傾向の小さいスズでメッキすることで 鉄を酸化しにくくしている 4 正しい 銅は硝酸や濃硫酸など酸化力のある酸と反応する 3Cu+8HNO 3( 希硝酸 ) 3Cu(NO 3) 2+4H 2O+2NO Cu+4HNO 3( 濃硝酸 ) Cu(NO 3)+2H 2O+2NO 2 Cu+2H 2SO 4( 濃硫酸 ) CuSO 4+2H 2O+SO 2 5 誤り 8.[6] 1 Alはイオン化傾向が大きいので 希硝酸に溶けるが 濃硝酸には不動態をつくって溶けない 2 Feはイオン化傾向が大きいので 希硝酸に溶けるが 濃硝酸には不動態をつくって溶けない 3 CuはH 2 よりイオン化傾向が小さいので 塩酸や希硫酸とは反応しない 3Cu+8HNO 3( 希硝酸 ) 3Cu(NO 3) 2+4H 2O+2NO Cu+4HNO 3( 濃硝酸 ) Cu(NO 3)+2H 2O+2NO 2 4 Znはイオン化傾向が大きいので 希塩酸に溶けて水素を発生する Zn+2HCl ZnCl 2+H 2 5 AgはH 2 よりイオン化傾向が小さいので 塩酸や希硫酸とは反応しない ただし 熱濃硫酸などの酸化力のある酸には溶ける 2Ag+2H 2SO 4 Ag 2SO 4+2H 2O+SO 2 6 誤り AuはH 2 よりイオン化傾向が小さく 酸化力のある酸とも反応しない ただし 王水 ( 濃硝酸 : 濃塩酸 =1:3) には溶ける 9. ア. 正イ. 正ウ. 正 1 2 種類の異なる金属を電極として導線で結び 電解質水溶液に浸すと電池ができる 2 イオン化傾向の大きな金属が陽イオンとなり 電子が放出される 3 イオン化傾向の小さな金属が電子を受け取る 4 イオン化傾向の大きな金属が負極 イオン化傾向の小さな金属が正極となる

3 冬休みの課題 ( 化学基礎 酸化還元 ) NO3 10. 図は鉛蓄電池の模式図である この鉛蓄電池に関して 次の記述中のア イに当てはまる語句を入れよ 電極 Aと電極 Bの間に豆電球をつないで放電させると PbO 2 は (2 還元 ) される このとき硫酸の濃度は (5 減少する ) Pbは負極 PbO 2 は正極 (-)Pb H 2SO 4aq PbO 2(+) 負極 [ 鉛 ]: 2- Pb+SO 4 PbSO 4+2e - 正極 [ 酸化鉛 (Ⅳ)]: PbO 2+4H SO 4 +2e - PbSO 4+2H 2O 全体 : Pb+PbO 2+2H 2SO 4 2PbSO 4+2H 2O 11. 誤りは [1]PbとPbO 2 が問題では逆になっている ( 正しくは 下の図 ) 1 鉛蓄電池 2 マンガン乾電池 (-)Pb H 2SO 4aq PbO 2(+) (-)Zn NH 4Claq,ZnCl 2aq MnO 2,C(+) 3 ダニエル電池 (-)Zn ZnSO 4aq CuSO 4aq Cu(+) 4 燃料電池 (-)Pt,H 2 H 3PO 4aq O 2,Pt(+)

4 冬休みの課題 ( 化学基礎 酸化還元 ) 12.[ A.Pt B.Cu C.Zn ] ア. 陽極で酸素が発生 水が分解された [2H 2O O 2+4H + +4e - ] イ. イオン化傾向 [Zn>Cu] Znが負極 Cuが正極 13.[ 4 ]( ア.O 2 イ.Ag ウ.Cl 2 エ.Cu ) NO4 ア ウ 1 H 2 Cl 2 2 H 2 H 2 3 H 2 O 2 4 O 2 Cl 2 5 O 2 H 2 6 O 2 O 2 14.[ ア.4 イ.1 ] < 金属の精錬 > [A] 銅の電気精錬 : 粗銅を陽極 純銅を負極 硫酸銅 (Ⅱ) 水溶液 [B] Alの融解塩電解 : 酸化アルミニウム (Al 2O 3) の融解塩電解酸化アルミニウム (Al 2O 3) は融点が高いので 氷晶石を加えて融点を下げる ボーキサイトが原料の鉱石総合 7.[ 2 ] 2KMnO 4+5H 2O 2+3H 2SO 4 K 2SO 4+2MnSO 4+8H 2O+5O (mol/L)KMnO 4 水溶液で滴定したところ 20.0mL 加えたときに赤紫色が消えなくなった ( 赤紫色 赤紫色が消える 赤紫色が消えなくなる ) [ 酸化還元反応が起こっているときは MnO 4- ( 赤紫色 ) Mn 2+ ( 無色 ) 赤紫色が消える ] [ 酸化還元反応が終わると MnO 4- ( 赤紫色 ) Mn 2+ ( 無色 ) にならないので赤紫色が消えなくなる ] : C 2 : 5 C=0.50(mol/L) 総合 8.[ a. ア 1 イ 2 ウ 3 b.6 ] <ダニエル電池 >

5 冬休みの課題 ( 化学基礎 酸化還元 ) 総合 9. 下の図の白金電極 A は陰極 白金電極 B は陽極 銅電極 C は陰極 銀電極 D は陰極 NO5 [ 電池の負極と接続した電極が陰極 電池の正極と接続した電極が陽極 ] 1 陰極 A では 2H + +2e - H 2 の反応で水素が発生 (H 2SO 4 なので H + が還元される ) 2 陽極 B では 2H 2O O 2+4H + +4e - の反応で酸素が発生 (SO 4 2- は酸化されない ) [CuSO 4aq AgNO 3aq の電極は 銅電極 銀電極であるから それぞれ陽極の銅 銀が溶ける ] 3 陰極 C では Cu 2+ +2e - Cu の反応で Cu が析出 *( 陽極の銅電極は溶ける )* 4 陰極 D では Ag + +e - Ag の反応で Ag が析出 *( 陽極の銀電極は溶ける )* a.1 2 の反応より 4 モルの電子が流れると 2 モルの水素と 1 モルの酸素が発生する したがって 電極 B で発生した気体の 2 倍の気体が電極 A で発生する [ 2 ] b.3 4 の反応より 2 モルの電子が流れると 1 モルの銅と 2 モルの銀が生成する したがって 電極 C で銅が 64g 析出すると 電極 D で銀が 2 108=216g 析出する [ 5 ]

6 冬休みの課題 ( 化学基礎 実験器具 ) 総合 1. NO6 a.aの部分に沸騰石を入れる理由 1 液体の突沸を防ぐ b.bの部分の温度計の位置 3 温度計の最下端を枝管の付け根の高さまで上げる c.cの部分について 冷却水を流す方向 2 矢印の方向とは逆にする 総合 2. ろ過の方法として最も適当なもの [ 3 ]

7 冬休みの課題 ( 化学基礎 元素分析 ) < 総合 3 の問題の前に 確認事項 NO1> < 炎色反応の覚え方 > リ (Li) アカ ( 赤 ) ー無 (Na) き ( 黄 ) ケイ (K) 村 ( 紫 ) 動 ( 銅 ) 力 ( 緑 ) 借 (Ca) りようと ( 橙 ) する (Sr) も 貸してくれない ( 紅 ) 馬 (Ba) 力 ( 緑 ) でやろう NO7 < 総合 3 の問題の前に 確認事項 NO2>

8 冬休みの課題 ( 化学基礎 元素分析 ) < 総合 3 の問題の前に 確認事項 NO3> NO8 総合 3. 試料に含まれる元素の種類を調べる実験を行い 次の結果 (a~c) を得た それぞれの実験結果によって確認された元素として正しいものを答えよ a.[ 1 リチウム ] 試料の水溶液を白金線につけてガスバーナーの外炎に入れると 炎が赤色になった b.[ 3 塩素 ] 試料の水溶液に硝酸銀水溶液を加えると 白色の沈殿が生じた c.[ 6 炭素 ] 十分に乾燥した試料の粉末を酸化銅 (Ⅱ) の粉末とともに試料の中で加熱すると 気体が発生した この気体を石灰水に加えると 白く濁った

9 冬休みの課題 ( 化学基礎 ) 総合 4. NO9 a.[ 3 ] 1 NH 3 水 ( 塩基性 ) リトマス紙 ( 赤 青 ) 2 NH 3+HCl NH 4Cl( 白煙 ) 3 強塩基のCa(OH) 2 を加えると 弱塩基のNH 3 が遊離する CaSO 4 は塩である 4 発生した水を取り除くために ソーダー石灰を用いる 5 反応によって 塩化カルシウムの白色固体ができる b.[ 4 ] [ 2NH 4Cl+Ca(OH) 2 CaCl2+2NH 3+2H 2O ] 上の式より Ca(OH) mol に NH 4Cl を 0.020mol より少ない量を加えた場合 量的関係から 同物質量のアンモニアが発生する

10 冬休みの課題 ( 化学基礎 ) 総合 5. 炭酸水素ナトリウムに塩酸を加えると 二酸化炭素が発生する NO10 [ NaHCO 3+HCl NaCl+H 2O+CO 2 ] 1mol 1mol 84g 44g 21 : 11 a. 図の直線 A( 実線 ) の傾きについて [ 1 ] 1 傾きは 2~4 は 誤り となっている b.[ 2 ] 塩酸がすべて反応してしまっているため NaHCO 3 を2.5g 以上加えても 発生するCO 2 の質量は 1.1gと一定である NaHCO 3 を2.5g 以上では HClの物質量と発生するCO 2 の物質量が等しいので X X=0.50(mol/L) 総合 6.[ 3 ] 1 ホールピペットは 測りとる溶液で洗う 2 駒込ピペットでは正確に測定できない 必ず ホールピペットを用いる 3 メスシリンダーは体積を測る器具で 溶液の調整はできない 4 ホールピペットで必要な量は測定しているので コニカルビーカーはぬれたまま使用してもよい 5 ビュレットの目盛の差から 滴下量を求める