R7年度第2回高認化学基礎大問5解説
大問5【アジサイの花色の研究】
花子さんは、梅雨の時期に庭を眺めていて、アジサイの花(がく)色の違いについて興味をもち、探究活動を行うことにした。なお、アジサイの品種はホンアジサイなどの一般的なものであった。
問1~問4に答えよ。
花子さんがアジサイの花色について調べてみると、アントシアニン系色素が含まれていることがわかった。
アントシアニン系色素は、ブドウや紫キャベツの色にも関係していて、水溶液のpHによって、青色や淡桃(ピンク)色などの色を示す物質である。
そこで、水溶液の液性とpHの関係について詳しく調べることにした。
問1【水溶液の液性とpHの関係】
水溶液の液性とpHの関係を表したものとして、最も適当なものはどれか。次の①~⑤のうちから一つ選べ。・①である。
花子さんは、アントシアニン系色素の色がpHの値で変化することについて理解を深めるために、紫キャベツを使って次のような実験を行った。
1 紫キャベツの色素をアルコールで抽出すると淡紫色の液体になり、この液体を色素液とした。
2 pHの値が異なる5種類の水溶液に色素液をそれぞれ加えた。
3 pHの値と色素液を加えた水溶液の色の関係は、次のとおりであった。
$\mathrm{pH} = 1$:赤色、$\mathrm{pH} = 4$:紫色、$\mathrm{pH} = 7$:青色、$\mathrm{pH} = 10$:緑色、$\mathrm{pH} = 13$:黄色
問2【水道水のpH】
水道水に色素液を加えたときの色として、最も適当なものはどれか。・青色
花子さんがさらに調べてみると、アジサイの花色の変化は紫キャベツと異なることがわかった。
アジサイの花色は、アルミニウムイオンが多く含まれている土壌のpHの値で変化し、水分量が十分にあるとき、酸性土壌では青色に、中性から塩基性土壌では淡桃(ピンク)色に変わることがわかった。
なお、花子さんの庭の土壌は、アルミニウムイオンと水分量が十分にあることも調査済みである。
問3【アルミニウムイオンの化学式】
アルミニウムイオンを化学式で表したとき、正しいものはどれか。・$\mathrm{Al}^{3+}$
問4【庭にまくと土壌が酸性になる物質】
花子さんは、庭にあるアジサイの花色を全て青色にしたいと考えた。庭にまくと土壌が酸性になる物質として、最も適当なものはどれか。
次の①~⑤のうちから一つ選べ。
① 硫安:硫酸アンモニウム$\mathrm{(NH_4)_2SO}_4$
② 石灰:水酸化カルシウム$\mathrm{Ca(OH)}_2$
③ 砂糖:ショ糖$\mathrm{C_{12}H_{22}O_{11}}$
④ 食塩:塩化ナトリウム$\mathrm{NaCl}$
⑤ 重曹:炭酸水素ナトリウム$\mathrm{NaHCO}_3$
・①である。
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