H30年度第２回高認化学基礎大問１解説

大問１【化学と人間生活】

問１【鉄の製造】

　鉄は自然界では酸化鉄を主成分とした鉄鉱石として存在している。
鉄を得るには、鉄鉱石にコークス（炭素）と石灰石を混合して溶鉱炉で酸化鉄を還元する。
このようにして得られた鉄は銑鉄と呼ばれ、約４％程度の炭素を含み、かたくてもろい。
このため、さらに転炉に入れて酸素を吹き込んで炭素を除き、弾性に富んだ鋼にする。

【参考】
・アルミナ：酸化アルミニウム（$\mathrm{Al_2 O_3}$）

問２【合金】

　融解した金属に、他の金属などを混合して融かし合わせたものは合金と呼ばれる。
合金は単体では得られない優れた特性をもつ金属材料であり、さまざまな用途で使われている。
・合金：青銅（ブロンズ）は、銅（$\mathrm{Cu}$）を主成分としてスズ（$\mathrm{Sn}$） を含む合金である。
・単体：亜鉛（$\mathrm{Zn}$）、金（$\mathrm{Au}$）、アルミニウム（$\mathrm{Al}$）、黒鉛（$\mathrm{C}$）

問３【合成繊維】

　19世紀後半に、木材などから天然繊維の成分と同じ物質を取り出し、それに化学的な処理を加えて繊維を再生することに成功した。
その後、アメリカ人のカロザースは、天然繊維を全く利用しないでナイロン66を合成することに成功した。
現在では、ポリエステルなどの合成繊維の研究開発が進み、さまざまな機能をもった合成繊維が製品化されている。
・ポリエステルは石油を原料として作られている。

問４【単体】

ア　骨にはカルシウム（$\mathrm{Ca}$）が含まれる。
イ　アンモニアには水素（$\mathrm{H}$）と窒素が含まれる。
ウ　水素（$\mathrm{H_2}$）は常温・常圧で気体である。
エ　空気はおもに窒素（$\mathrm{N_2}$）と酸素の混合物である。

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