共通テスト（理科） 過去問
令和7年度（2025年度）追・再試験
問25 (化学基礎（第1問） 問10)

図1より、加えた希硫酸の体積が2mLの時に発生した水素の体積は40mL、4mLの時に80mLなので、正比例に増加しているから、希硫酸が5mLの時に水素は100mL発生しています。よって、塩酸では2×5＝10mLの時に水素が100mL発生します。よってグラフの形としては、水素が100mL発生するまでは、塩酸5mLの時に水素が50mLの点を通る正比例のグラフを選べば良いということになります。

この問題のポイントは、亜鉛Znと酸を反応させると、水素H₂が発生することです。

①希硫酸の場合

反応式は、Zn+H_２SO_４→ZnSO₄+H₂

です。

つまり、硫酸1molから水素1molが発生します。

②塩酸の場合

反応式は、Zn+2HCI→ZnCI₂+H₂

です。

つまり、塩酸2molから水素1molが発生します。

言い換えると、塩酸1molから水素0.5molが発生します。

③グラフの見分け方

硫酸と塩酸は同じモル濃度です。

同じ体積を加えた場合、

・硫酸→水素が多く発生

・塩酸→水素は硫酸の半分

となります。

したがって、塩酸の場合は、図１の最初の直線部分の傾きが硫酸の半分になります。

ただし、亜鉛がすべて反応してしまうと、それ以上酸を加えても水素は増えません。

そのため、「最終的に発生する水素の量は、同じ質量の亜鉛を使うので同じ」となります。

つまり、求めるグラフは、「最初は図１より緩やかに増加し、最終的には図１と同じ水素量で横ばいになるグラフ」です。

希硫酸H₂SO₄と亜鉛Znとの反応は以下の通りです。

H₂SO₄+Zn→ZnSO₄+H₂

塩酸HClと亜鉛Znとの反応は以下の通りです。

2HCl+Zn→ZnCl₂+H₂

希硫酸は1個の分子から２個の水素イオンが出るのに対して、塩酸は1個の水素イオンがでます。

したがって、希硫酸と比べて塩酸は約2倍の濃度で水素の発生量が最大となります。