大学入学共通テスト(理科) 過去問
令和4年度(2022年度)本試験
問102 (化学(第3問) 問1)
問題文
AlK(SO4)2・12H2OとNaClはどちらも無色の試薬である。それぞれの水溶液に対して次の操作ア〜エを行うとき、この二つの試薬を区別することができない操作はどれか。最も適当なものを、後の選択肢のうちから一つ選べ。
操作
ア アンモニア水を加える。
イ 臭化カルシウム水溶液を加える。
ウ フェノールフタレイン溶液を加える。
エ 陽極と陰極に白金板を用いて電気分解を行う。
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問題
大学入学共通テスト(理科)試験 令和4年度(2022年度)本試験 問102(化学(第3問) 問1) (訂正依頼・報告はこちら)
AlK(SO4)2・12H2OとNaClはどちらも無色の試薬である。それぞれの水溶液に対して次の操作ア〜エを行うとき、この二つの試薬を区別することができない操作はどれか。最も適当なものを、後の選択肢のうちから一つ選べ。
操作
ア アンモニア水を加える。
イ 臭化カルシウム水溶液を加える。
ウ フェノールフタレイン溶液を加える。
エ 陽極と陰極に白金板を用いて電気分解を行う。
- ア
- イ
- ウ
- エ
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この過去問の解説 (1件)
01
「金属イオンの沈殿」「ミョウバン」「電気分解」これらの知識が必要で
少々やっかいな問題です。
・AlK(SO4)2・12H2O
カリミョウバンといわれる物質で、2種類以上の塩が結合した複塩に分類されます。
含まれるイオンは 「Al3+、K+、SO42- 」です。
・NaCl
塩化ナトリウムです。
含まれるイオンは 「Na+、Cl-」 です。
NH3aqはAl3+と下式のように反応して白色沈殿を作ります
NH3+H2O⇔NH4++OH-
Al3++3OH-→Al(OH)3↓
NaClはNH3aqと反応しないため、無色のままです。
白色沈殿と無色液体で外観に違いが出るため区別できます。
よって、間違いです。
★沈殿を作りやすい組み合わせを覚えておきましょう
CaBr2はSO42-と下式のように反応して白色沈殿を作ります。
Ca2++SO42-→CaSO4↓
NaClはCaBr2と反応しないため、無色のままです。
白色沈殿と無色液体で外観に違いが出るため区別できます。
よって、間違いです。
★沈殿を作りやすい組み合わせを覚えておきましょう
フェノールフタレイン溶液は、液がアルカリ性の場合に赤紫色を示す指示薬です。
カリミョウバンの水溶液は酸性です。
弱塩基Al(OH)3由来のAl3+、強塩基KOH由来のK+、強酸H2SO4由来のSO42-で構成され、酸の要素は弱酸を含まず強酸のみであるため、総合すると酸が強いとみなします。
そのため、水溶液は酸性を示します。
NaCl水溶液は中性です。
強酸NaOH由来のNa+、強酸HCl由来のCl-で構成されるため、水溶液は中性を示します。
どちらもアルカリ性ではないため、フェノールフタレイン溶液を加えても無色で区別がつきません。
よって、正解です。
★ミョウバンの水溶液の液性を知っておきましょう
白金板を使った電気分解では、白金の反応性が非常に低いため溶液中のイオンや水が反応します。このとき、電解液にハロゲンが含まれると陽極で析出します。
ミョウバンにはハロゲンが含まれません。
その場合は下式のようにH2Oが反応しO2が発生します。
2H2O→O2+4H++4e-
NaClにはハロゲンであるCl-が含まれます。
下式のように反応しCl2が発生します。
2Cl-→Cl2+2e-
発生する気体が異なるため区別がつきます。
よって、間違いです。
★白金板を使った電気分解について理解しましょう
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