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芳香族II① 「フェノールの反応」

【確認テスト】

次のうち、エタノールの性質にはE、フェノールの性質にはP, 両方に関するものには○をつけよ。

(a) 金属ナトリウムと反応して、水素を発生する。

(b) 水溶液中でわずかに電離して、弱酸性を示す。

(c) NaOHagと中和反応を起こして、塩を作る。

(d) FeCl₃agを加えると青紫色に呈色する。

(e) 水と任意の割合で溶け合う。

(f) 強く酸化するとカルボン酸になる。

(g) 無水酢酸によりエステルを生成する。

(h) 濃い溶液は皮膚を激しく侵す。

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化合物A、B、CおよびDは水素、炭素、酸素、窒素原子のみからなる分子量300以下の化合物であり、すべて8員環の構造を持つ。
化合物A、Bは窒素原子を１つ含み、互いに異性体の関係にある。また、化合物C、Dは窒素原子２つを含み、互いに異性体の関係にある。
79.5 mgの化合物Aを完全燃焼させたところ、二酸化炭素205mgと水27.0mgを生じた。同様に59.5mgの化合物Cからは二酸化炭素154mgと水22.5mgを生じた。
化合物A～Dの溶液に水酸化ナトリウム水溶液を加えて加水分解を進めると、化合物E、F、G、HおよびIのような有機化合物もしくはナトリウム塩が得られた。なお、それぞれの反応生成物はAからはEとF、BからはGとH、CからはHとI、DからはEのみとなっていた。

Aを加水分解して得られた反応液に希塩酸を加えて酸性にし、ジエチルエーテルで抽出を行うと、エーテル層から化合物Fを得ることができた。
同様の操作をBの反応液に行うと、エーテル層から化合物Hを得ることができた。

化合物Eに塩酸と亜硝酸ナトリウムを加え反応させ、その後加温すると化合物Fが生成した。また、化合物Hを加熱すると脱水反応が進行した。
A～Dの構造式をかけ

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1kgの35%H₂SO₄agを電解液に用いた鉛蓄電池を回路に接続し、2Aで2時間40分50秒放電した。

(1)正極・負極で起こる反応を書け。

(2)放電前後で、正極・負極の質量は何g増減したか。

(3)放電後のH₂SO₄agの濃度は何%か。

(F=9.65x10⁴C/mol、Pb=207、H=1.0、0=16、S=32)

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下線部について、銅の精錬に関する次の文章中の空欄㋐～㋓に当てはまる語句の組合せとして最も適当なものを、後の①～④のうちから一つ選べ。
銅の精錬では、純度の低い粗銅板を㋐に、純度99.99%以上の純銅板を㋑として0.3V程度の低電圧の条件で電解精練を行う。不純物として亜鉛$Zn$と銀$Ag$が含まれた組銅板を㋐とした場合、不純物の㋒は粗銅板の下に堆積する。
一方、不純物の㋓はイオンとなって溶け出し、
溶液中に残る。
※表は動画内参照

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