大学入学共通テスト(理科) 過去問
令和4年度(2022年度)追・再試験
問29 (化学基礎(第1問) 問9)
問題文
食品添加物などに用いられるビタミンC,C6H8O6(分子量176)は、空気中で少しずつ酸化されて別の物質に変化する。ビタミンCがどの程度酸化されるかを調べるために、純粋なビタミンCを1.76gはかり取り、空気中で一定期間放置した。この試料を水に溶かして100mLの水溶液とし、水溶液中のビタミンCのモル濃度を測定した。その結果、モル濃度は9.0✕10−2mol/Lであった。放置する前にあったビタミンCの何%が変化したか。最も適当な数値を、次の選択肢のうちから一つ選べ。ただし、試料中のビタミンCはすべて水に溶けるものとする。
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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)追・再試験 問29(化学基礎(第1問) 問9) (訂正依頼・報告はこちら)
食品添加物などに用いられるビタミンC,C6H8O6(分子量176)は、空気中で少しずつ酸化されて別の物質に変化する。ビタミンCがどの程度酸化されるかを調べるために、純粋なビタミンCを1.76gはかり取り、空気中で一定期間放置した。この試料を水に溶かして100mLの水溶液とし、水溶液中のビタミンCのモル濃度を測定した。その結果、モル濃度は9.0✕10−2mol/Lであった。放置する前にあったビタミンCの何%が変化したか。最も適当な数値を、次の選択肢のうちから一つ選べ。ただし、試料中のビタミンCはすべて水に溶けるものとする。
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0.10%
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0.90%
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1.0%
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9.0%
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10%
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この過去問の解説 (3件)
01
この問題のポイントは物質量を正確に計算できるかという点にあります。
まず、はかり取った純粋なビタミンCの物質量を求めると
1.76g/176g/mol=1.00×10⁻²mol
となります。
次に、空気中で一定期間放置した後のビタミンCの物質量を求めると
9.0×10⁻²mol/L✕100ml/1000ml=9.0×10⁻³mol
となります。
以上のことから、変化したビタミンCの割合は
1.00×10⁻²molー9.0×10⁻³mol/1.00×10⁻²mol=0.10
となりますので、10%変化したことが分かります。
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02
濃度計算の問題です。
※モル数(mol)=物質量(mol)
1.76gのビタミンCを空気中で一定期間放置し、一部を酸化させています。
この問題ではビタミンCは水に溶け、酸化されたてできた別の物質は
水に溶けないと理解します。
・用意したビタミンCは1.76gで、モル数は1.76/176(分子量)=0.01molです。
・実験の結果、酸化されずに残ったビタミンCのモル数は
9.0×10-2mol/1000ml×100ml=0.009molになります。
・変化したビタミンCのモル数は0.01mol-0.009mol/L=0.001mol
・用意したビタミンCに対する割合は0.001mol/0.01mol×100=10%
よって、答えは10%になります。
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03
放置前のビタミンCの物質量を求めます。
分子量 : 176 g/mol
質量 : 1.76g
したがって、以下のように求まります。
1.76 g × 176 g/mol = 0.01 mol
放置後のビタミンCの物質量を求めます。
モル濃度 : 9.0✕10−2 mol/L
水溶液 : 100 mL = 0.10 L
したがって、以下のように求まります。
9.0✕10−2 mol/L × 0.10 L = 9.0✕10−3 mol = 0.009 mol
ビタミンCが変化量を求めると、以下のようになります。
0.01 mol - 0.009 mol = 0.001 mol
放置前のビタミンCの何%が変化したを求めると、以下のようになります。
(0.001 mol / 0.01 mol)× 100 % = 10 %
比較する問題は、単位(今回はmol)を揃えましょう!
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