R4年度第2回高認化学基礎大問5解説
大問5【化学反応】
問1【酸と塩基】
酸や塩基について述べた文として正しいものはどれか。① アレニウスの定義では、水に溶けて電離し、水素イオンを生じる物質を酸という。(よって、間違っている。×)
② ブレンステッド・ローリーの定義では、水素イオンを他から受け取る物質を塩基という。(正しい。○)
③ 塩基は赤色リトマス紙を青変させる。(よって、間違っている。×)
④ アンモニア$\mathrm{NH_3}$は弱塩基である。(よって、間違っている。×)
⑤ 酸と塩基が過不足なく中和しても、中性にならないときがある。(よって、間違っている。×)
問2【中和滴定】
0.20mol/L酢酸$\mathrm{CH_3 COOH}$水溶液10mLに0.10mol/L水酸化ナトリウム$\mathrm{NaOH}$水溶液を滴下すると、次のような滴定曲線になった。この滴定曲線について述べた文として正しいものはどれか。・中和点のpHは7より大きく、Aの値は20mLである。
問3【酸化還元反応】
酸化銅(Ⅱ)$\mathrm{CuO}$に水素$\mathrm{H_2}$を通じて加熱すると、銅$\mathrm{Cu}$と水$\mathrm{H_2 O}$を生じる。この反応は次のような化学反応式で表される。この反応について述べた文として正しいものはどれか。$\mathrm{CuO} + \mathrm{H_2} \longrightarrow \mathrm{Cu} + \mathrm{H_2 O}$
① 水素原子は酸化された。(よって、間違っている。×)
② 酸素原子の酸化数は変化しない。(よって、間違っている。×)
③ 銅原子の酸化数は減少した。(正しい。○)
④ 酸化銅(Ⅱ)は還元された。(よって、間違っている。×)
⑤ 電子は水素から銅へ移動した。(よって、間違っている。×)
問4【酸化剤が受け取る電子と還元剤が失う電子】
酸化還元反応では、酸化剤が受け取る電子の物質量と還元剤が失う電子の物質量が等しいとき、酸化剤と還元剤が過不足なく反応する。たとえば、硫酸で酸性にした水溶液中で過マンガン酸カリウムを酸化剤、過酸化水素を還元剤として用いるとき、酸化剤、還元剤それぞれの働きを示す電子$\mathrm{e^-}$を用いたイオン反応式は次のように表される。(酸化剤)$\mathrm{MnO_4}^- + 8\mathrm{H^+} + 5\mathrm{e^-} \longrightarrow \mathrm{Mn^{2+}} + 4\mathrm{H_2 O}$
(還元剤)$\mathrm{H_2 O_2} \longrightarrow \mathrm{O_2} + 2\mathrm{H^+} + 2\mathrm{e^-}$
これらの反応式から、2.0molの過マンガン酸イオン$\mathrm{MnO_4}^-$と過不足なく反応する過酸化水素$\mathrm{H_2 O_2}$の物質量として正しいものはどれか。
・5.0mol
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