大学入学共通テスト(理科) 過去問
令和7年度(2025年度)追・再試験
問31 (化学基礎(第2問) 問6)
問題文
ケミィさんは、大好物のホウレンソウとベーコンのソテーを自分で料理しようと思い、親に調理法を教えてもらった。調理法の手順には、えぐみ(苦味(にがみ)の一種)を除くためホウレンソウをゆでてから炒めると記されていた。ホウレンソウのえぐみの成分について調べたところ、代表的なものにシュウ酸があることがわかった。ケミィさんは授業で学んだ滴定でもシュウ酸がよく使われていることを思い出して、シュウ酸について調べた。
ケミィさんが調べたところ、シュウ酸の二水和物(COOH)2・2H2Oは純度が高く安定な固体であることから、その水溶液は中和滴定や酸化還元滴定の標準溶液(標準液)としてよく用いられることがわかった。水酸化ナトリウム水溶液や塩酸は中和滴定によく用いられるが、それらの標準溶液を調製することは困難である。
酸化還元反応の実験で用いられる過マンガン酸カリウムKMnO4水溶液も使用する直前に正確な濃度を求める必要がある。ケミィさんは、(COOH)2の標準溶液を用いてKMnO4水溶液の正確な濃度を求めたいと考え、実験テキストを調べた。次の文章を読み、後の問いに答えよ。
<実験テキストに記されていたKMnO4水溶液の濃度測定の内容>
5.0✕10−3mol/Lの(COOH)2水溶液を用いて、濃度不明のKMnO4水溶液の濃度を求める。この酸化還元反応は、次の式(1)で表される。
2MnO4−+5(COOH)2+6H+ → 2Mn2++10CO2+8H2O ・・・・・(1)
操作Ⅰ (COOH)2水溶液10mLをホールピペットでコニカルビーカーに正確にはかり取る。
操作Ⅱ コニカルビーカーに純水40mLを加えて5倍に希釈し、適量の希硫酸を加え酸性にした水溶液を60〜80℃に温める。
操作Ⅲ 操作Ⅱで温めたままの水溶液にKMnO4水溶液をビュレットで滴下し、よく混ぜる。そして、水溶液の赤紫色が消えなくなった時点を反応の終点とし、要した滴下量を記録する。
a ケミィさんがこの実験について化学の先生に相談したところ、先生は実験テキストに記された操作Ⅰ〜Ⅲに従って実験の手本を示してくれた。その結果、終点までに要したKMnO4水溶液の滴下量は10.00mLであった。KMnO4水溶液の濃度は何mol/Lか。その数値を有効数字2桁の次の形式で表すとき、最も適当なものを、後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7年度(2025年度)追・再試験 問31(化学基礎(第2問) 問6) (訂正依頼・報告はこちら)
ケミィさんは、大好物のホウレンソウとベーコンのソテーを自分で料理しようと思い、親に調理法を教えてもらった。調理法の手順には、えぐみ(苦味(にがみ)の一種)を除くためホウレンソウをゆでてから炒めると記されていた。ホウレンソウのえぐみの成分について調べたところ、代表的なものにシュウ酸があることがわかった。ケミィさんは授業で学んだ滴定でもシュウ酸がよく使われていることを思い出して、シュウ酸について調べた。
ケミィさんが調べたところ、シュウ酸の二水和物(COOH)2・2H2Oは純度が高く安定な固体であることから、その水溶液は中和滴定や酸化還元滴定の標準溶液(標準液)としてよく用いられることがわかった。水酸化ナトリウム水溶液や塩酸は中和滴定によく用いられるが、それらの標準溶液を調製することは困難である。
酸化還元反応の実験で用いられる過マンガン酸カリウムKMnO4水溶液も使用する直前に正確な濃度を求める必要がある。ケミィさんは、(COOH)2の標準溶液を用いてKMnO4水溶液の正確な濃度を求めたいと考え、実験テキストを調べた。次の文章を読み、後の問いに答えよ。
<実験テキストに記されていたKMnO4水溶液の濃度測定の内容>
5.0✕10−3mol/Lの(COOH)2水溶液を用いて、濃度不明のKMnO4水溶液の濃度を求める。この酸化還元反応は、次の式(1)で表される。
2MnO4−+5(COOH)2+6H+ → 2Mn2++10CO2+8H2O ・・・・・(1)
操作Ⅰ (COOH)2水溶液10mLをホールピペットでコニカルビーカーに正確にはかり取る。
操作Ⅱ コニカルビーカーに純水40mLを加えて5倍に希釈し、適量の希硫酸を加え酸性にした水溶液を60〜80℃に温める。
操作Ⅲ 操作Ⅱで温めたままの水溶液にKMnO4水溶液をビュレットで滴下し、よく混ぜる。そして、水溶液の赤紫色が消えなくなった時点を反応の終点とし、要した滴下量を記録する。
a ケミィさんがこの実験について化学の先生に相談したところ、先生は実験テキストに記された操作Ⅰ〜Ⅲに従って実験の手本を示してくれた。その結果、終点までに要したKMnO4水溶液の滴下量は10.00mLであった。KMnO4水溶液の濃度は何mol/Lか。その数値を有効数字2桁の次の形式で表すとき、最も適当なものを、後の選択肢のうちから一つ選べ。
- 1.0✕10−2mol/L
- 1.2✕10−2mol/L
- 2.0✕10−3mol/L
- 2.5✕10−3mol/L
- 3.6✕10−2mol/L
- 3.8✕10−2mol/L
- 4.3✕10−3mol/L
- 4.9✕10−3mol/L
- 5.4✕10−2mol/L
- 5.7✕10−2mol/L
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