大学入学共通テスト（理科） 過去問
令和5年度（2023年度）追・再試験
問22 (化学基礎（第1問） 問7)
問題文
必要があれば、原子量は次の値を使うこと。
H 1.0 C 12 O 16
Cl 35.5 K 39 Ca 40 Mn 55
次の問いに答えよ。
適切な温度で硫酸酸性のシュウ酸（COOH）2水溶液に過マンガン酸カリウムKMnO4水溶液を加えると、酸化還元反応が起こる。このとき、過マンガン酸イオンMnO4－と（COOH）2は、次の式（1）と（2）に従って変化する。
MnO4－＋8H＋＋5e－ → Mn2＋＋4H2O （1）
（COOH）2 → 2CO2＋2H＋＋2e－ （2）
この反応に関する記述として誤りを含むものはどれか。最も適当なものを、次の選択肢のうちから一つ選べ。
H 1.0 C 12 O 16
Cl 35.5 K 39 Ca 40 Mn 55
次の問いに答えよ。
適切な温度で硫酸酸性のシュウ酸（COOH）2水溶液に過マンガン酸カリウムKMnO4水溶液を加えると、酸化還元反応が起こる。このとき、過マンガン酸イオンMnO4－と（COOH）2は、次の式（1）と（2）に従って変化する。
MnO4－＋8H＋＋5e－ → Mn2＋＋4H2O （1）
（COOH）2 → 2CO2＋2H＋＋2e－ （2）
この反応に関する記述として誤りを含むものはどれか。最も適当なものを、次の選択肢のうちから一つ選べ。
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問題
大学入学共通テスト（理科）試験 令和5年度（2023年度）追・再試験 問22（化学基礎（第1問） 問7） （訂正依頼・報告はこちら）
必要があれば、原子量は次の値を使うこと。
H 1.0 C 12 O 16
Cl 35.5 K 39 Ca 40 Mn 55
次の問いに答えよ。
適切な温度で硫酸酸性のシュウ酸（COOH）2水溶液に過マンガン酸カリウムKMnO4水溶液を加えると、酸化還元反応が起こる。このとき、過マンガン酸イオンMnO4－と（COOH）2は、次の式（1）と（2）に従って変化する。
MnO4－＋8H＋＋5e－ → Mn2＋＋4H2O （1）
（COOH）2 → 2CO2＋2H＋＋2e－ （2）
この反応に関する記述として誤りを含むものはどれか。最も適当なものを、次の選択肢のうちから一つ選べ。
H 1.0 C 12 O 16
Cl 35.5 K 39 Ca 40 Mn 55
次の問いに答えよ。
適切な温度で硫酸酸性のシュウ酸（COOH）2水溶液に過マンガン酸カリウムKMnO4水溶液を加えると、酸化還元反応が起こる。このとき、過マンガン酸イオンMnO4－と（COOH）2は、次の式（1）と（2）に従って変化する。
MnO4－＋8H＋＋5e－ → Mn2＋＋4H2O （1）
（COOH）2 → 2CO2＋2H＋＋2e－ （2）
この反応に関する記述として誤りを含むものはどれか。最も適当なものを、次の選択肢のうちから一つ選べ。
- KMnO4は（COOH）2に対して酸化剤としてはたらく。
- KMnO4を（COOH）2に対して過剰に加えると、水溶液全体が着色してその色が消えなくなる。
- 同じ物質量のKMnO4と（COOH）2を反応させると、KMnO4がすべて反応して、（COOH）2が残る。
- 十分な量の（COOH）2を含む水溶液に0.001molのKMnO4を加えて完全に反応させると、0.005molの二酸化炭素CO2が生成する。
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この過去問の解説 （2件）
01
半反応式より、電子数を読み取ることがPOINTです
MnO₄-は 5e- 受け取り、シュウ酸（COOH）₂ は 2e- 放出します。すなわち、KMnO₄ :（COOH）₂＝2 : 5となります。
MnO₄-は還元されています。
したがって、正解です。
KMnO₄を（COOH）2に対して過剰に加えると、反応しきれないKMnO₄が残ります。KMnO₄は、固体では黒紫色、水溶液では赤紫色を呈します。
したがって、正解です。
KMnO₄ 1 molに対して（COOH）₂ は2.5 mol必要です。同じ物質量では、（COOH）₂が足りません。
したがって、不正解です。
MnO₄- 1 molに対してCO₂は5 mol発生します。すなわち、0.001 mol × 5 ＝ 0.005 molとなります。
したがって、正解です。
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02
酸化還元反応についての問題です。
酸化・還元の見分け方、半反応式の扱いを理解しておく必要があります。
・酸化剤は電子e-を受け取ります
・還元剤は電子e-を放出します
提示されているMnO4-の半反応式を見ると左辺で電子e-を受け取っているので
KMnO4は(COOH)2に対して酸化剤として働きます。
正しい文章です。
過マンガン酸カリウム水溶液は赤色の液体です。
シュウ酸と反応すると無色になりますが、過剰量添加すると
過マンガン酸カリウムが残るため、水溶液は赤色になります。
正しい文章です。
半反応式を合わせて酸化還元反応式を作ります。
・まず電子e-の数をそろえ、2つの式を足し、電子e-を打ち消します。
(1)×2+(2)×5
2MnO4-+16H++10e-+5(COOH)2→2Mn2++8H2O+10CO2+10H++10e-
2MnO4-+6H++5(COOH)2→2Mn2++8H2O+10CO2
・次に左辺のイオンの対になるイオンを加えて、イオンを消します。
右辺にも同じものを足します。
※MnO4-の対イオンはK+、H+の対イオンはSO42-
2MnO4-+2K++6H++3SO42-+5(COOH)2→2Mn2++8H2O+10CO2+2K++3SO42-
2KMnO4+3H2SO4+5(COOH)2→2MnSO4+8H2O+10CO2+K2SO4★
これで、左辺が過マンガン酸カリウム、硫酸、シュウ酸という
問題文通りの酸化還元反応式★になりました。
★の式の係数よりKMnO4:(COOH)2=2mol:5molで反応することが分かります。
同じ物質量で反応させるとKMnO4が残ります。
誤った文章です。
★の式の係数より2molのKMnO4が反応すると10molのCO2が発生します。
0.001molのKMnO4を反応させると
10mol/2mol×0.001mol=0.005molのCO2が発生します。
正しい文章です。
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