R７年度第１回高認化学基礎大問５解説

大問５【会話（ほうれん草の成分の分析）】

　次の文は、ほうれん草の色や成分についての会話である。
問１～問４に答えよ。
鈴木さん「ほうれん草の緑色っていろいろな色素が混ざっているんだよ。」
佐藤さん「そうなんだ。それって調べることはできるの。」
鈴木さん「できるよ。【Ａ】という操作で色素を分離することができるんだ。」
佐藤さん「それって、授業で聞いたことがあるよ。植物の葉の色素を分離し、クロロフィルの存在を確認するときに使う操作だよね。」
鈴木さん「そうそう。」

問１【分離をする方法】

　会話文中の【Ａ】に当てはまる、分離をする操作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 ろ過　② 再結晶　③ クロマトグラフィー　④ 昇華法　⑤ 分留
・③である。

佐藤さん「調べてみたら、ほうれん草にはシュウ酸ナトリウムが含まれているみたいだよ。」
鈴木さん「シュウ酸ナトリウムは、酸であるシュウ酸と塩基である水酸化ナトリウムの中和によってできる塩だよね。」
佐藤さん「そうだね。ところでシュウ酸の水溶液が酸性だと判断するには、どんな方法があるの。」
鈴木さん「【Ｂ】があるよ。他にもBTB溶液の色の変化を見たりpHを測定したりするとわかるよね。」
佐藤さん「酸性の水溶液は塩基性の水溶液で中和できるよね。
塩基性の水溶液なら、水酸化ナトリウム水溶液の他には【Ｃ】の水溶液があるよね。」

問２【酸性を判定する方法】

　次の記述のうち、シュウ酸の水溶液が酸性であると判断する方法【Ｂ】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 二酸化炭素を加えて白く濁ることで判断する方法
② 硝酸銀水溶液を加えて白い沈殿が生じることで判断する方法
③ ヨウ素液を加えると青紫色になることで判断する方法
④ 炎色反応の炎の色が赤色になることで判断する方法
⑤ 青色リトマス試験紙が赤色になることで判断する方法
・⑤である。

問３【酸性の水溶液の中和】

　酸性の水溶液を中和できる【Ｃ】の水溶液として正しいものはどれか。
次の①～⑤のうちから一つ選べ。
① 塩化水素$\mathrm{HCl}$
② 硫酸$\mathrm{H_2SO_4}$
③ 硫化水素$\mathrm{H_2S}$
④ アンモニア$\mathrm{NH_3}$
⑤ 酢酸$\mathrm{CH_3COOH}$
・④である。

佐藤さん「ところで、シュウ酸って何に使われているの。」
鈴木さん「中和滴定で使われるよね。」
佐藤さん「中和滴定をすることで何がわかるかな。」
鈴木さん「中和反応の量的な関係から酸の価数を考えることができそうだね。」
[求め方]

　$\text{酸の価数} \times \text{酸のモル濃度(mol/L)} \times \text{酸の水溶液の体積(L)}$

　　$= \text{塩基の価数} \times \text{塩基のモル濃度(mol/L)} \times \text{塩基の水溶液の体積(L)}$

鈴木さん「じゃあ、同じ濃度のシュウ酸水溶液と水酸化ナトリウム水溶液を使って、中和滴定をしてみよう。」
[実験操作]
 0.10mol/Lシュウ酸水溶液10.0mLを中和するのに必要な0.10mol/Lの水酸化ナトリウム水溶液の体積を測定した。
[実験結果]
 ３回測定した結果、中和に要した水酸化ナトリウム水溶液の体積の平均値は、20.0mLであった。

問４【中和滴定】

　次の考察の空欄に当てはまる数値として最も適当なものはどれか。
[考察]
・シュウ酸の価数：【２】、水酸化ナトリウムの価数：１

$x \times 0.1 \times \dfrac{10}{1000} = 1 \times 0.1 \times \dfrac{20}{1000}$

$x = 2$

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