共通テスト（理科） 過去問
令和6年度（2024年度）追・再試験
問28 (化学基礎（第1問） 問11)

混合物Xを60℃の水100gに加えてかき混ぜると、表1の溶解度から硝酸カリウムKNO₃50gはすべて溶けるが、ナフタレンは微量しか溶けず、酸化鉄（Ⅲ）Fe₂O₃は溶けません。

よって、これをろ過（操作Ⅰ）すれば、KNO₃水溶液とナフタレンとFe₂O₃の混合物を分離することができます。

次にナフタレンは分子結晶なので昇華しやすいが、Fe₂O₃はイオン結晶なので、昇華はしません。

したがって、操作Ⅱは昇華法（昇華）が適切な方法となります。

最後に、KNO₃の溶解度は60℃で109、20℃で31.6だから、得られた液体を20℃まで冷却すれば、50gー31.6g＝18.4gのKNO₃が析出し、これをろ過すれば、KNO₃を分離することができます。

このことから、操作Ⅲは再結晶を選択します。

混合物から各物質を単離する分離操作の問題です。

操作I：60℃の水100gに混合物Xを加えると、酸化鉄とナフタレンはほぼ溶けず固体として残り、硝酸カリウムは溶液に溶けます。ろ過で固体と液体を分離します。

操作II：固体側には酸化鉄とナフタレンが含まれます。ナフタレンは昇華性を持つため加熱すると固体から直接気体になります。これを利用した昇華法で酸化鉄とナフタレンを分離します。

操作III：液体側には硝酸カリウム水溶液が含まれます。表より硝酸カリウムの溶解度は温度によって大きく変化するため、溶液を冷却すると硝酸カリウムが結晶として析出します。これが再結晶です。