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せっけんと合成洗剤、界面活性剤の性質の説明動画です

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化学
水銀柱の考え方について解説します。

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問1　水素イオンのモル濃度 $[\mathrm{H}^+]$ と水酸化物イオンのモル濃度 $[\mathrm{OH}^-]$ の積は水のイオン積 $K_w$ とよばれ、一定の温度下では一定の値となる。たとえば、 $25^\circ\mathrm{C}$ では $K_w=1.0\times10^{-14}\,\mathrm{mol}^2/\mathrm{L}^2$、 $45^\circ\mathrm{C}$ では $4.0\times10^{-14}\,\mathrm{mol}^2/\mathrm{L}^2$ となる。 $45^\circ\mathrm{C}$ における純水の pH はいくらか。もっとも近い値を選べ。必要があれば次の値を用いよ。$\log 2=0.30$，$\log 3=0.48$，$\log 7=0.85$
$\boxed{\text{1}}$

① $2.0$
② $6.2$
③ $6.5$
④ $6.7$
⑤ $7.0$
⑥ $7.3$
⑦ $7.5$
⑧ $7.9$
⑨ $13$
⑩ $14$

問2　合金に関する次の記述のうち、誤っているものはどれか。

$\boxed{\text{2}}$

① ジュラルミンはアルミニウムの合金であり、航空機の機体の材料として用いられる。
② 非金属元素を含む合金は存在しない。
③ $5$ 円硬貨に用いられる黄銅は、銅と亜鉛の合金である。
④ 合金の中には、$4$ 種類以上の金属元素を含むものが存在する。
⑤ 水銀はさまざまな金属を溶かし、アマルガムをつくる。

問3. 硫化水素は 2 個の弱酸で、水溶液中では次のように 2 段階に電離する。

$\mathrm{H_2S \rightleftharpoons HS^- + H^+}$

$\mathrm{HS^- \rightleftharpoons S^{2-} + H^+}$

硫化水素の水溶液に少量の酸や塩基を加えて水素イオンのモル濃度 $[\mathrm{H^+}]$ を変化させると、硫化物イオンのモル濃度 $[\mathrm{S^{2-}}]$ を変化する。選択肢に示した 2 つの値をグラフの横軸、縦軸としたとき、直線のグラフになるものはどれか。ただし、加えた酸から生じた陰イオン、塩基から生じた陽イオンは、硫化水素イオンや硫化物イオンと反応せず、硫化水素の水溶液の濃度は $0.1\ \mathrm{mol/L}$ で一定であるものとする。また、水溶液の温度は $25^\circ\mathrm{C}$ であり、硫化水素の電離度は 1 に比べて十分に小さい場合のみを考えるものとする。

① $[\mathrm{H^+}],\ [\mathrm{S^{2-}}]$
② $[\mathrm{H^+}]^2,\ [\mathrm{S^{2-}}]$
③ $[\mathrm{H^+}],\ \log_{10}[\mathrm{S^{2-}}]$
④ $\mathrm{pH},\ [\mathrm{S^{2-}}]$
⑤ $\mathrm{pH},\ \log_{10}[\mathrm{S^{2-}}]$


問4. 断熱容器に 15 mol/L 塩酸 17.2 g を入れ、固体の水酸化ナトリウム 2.8 g を加えて完全に溶かした。このとき、溶液の温度はグラフのような変化を示し、反応後の水溶液は酸性であった。この実験結果から得られる水酸化ナトリウムの溶解熱は何 kJ/mol か。次のうちから、もっとも近いものを選べ。ただし、水酸化ナトリウムのモル質量は 56 g/mol、水溶液の比熱（断熱容器）は 4.2 J/(g$\cdot$K) とし、反応熱はすべて水溶液の温度上昇に使われたものとする。
① 150
② 141
③ 125
④ 66
⑤ 57
⑥ 41


問5. 元素の周期表の第 2 周期から第 5 周期までに属するハロゲンに関する次の記述のうち、
正しいものを 2 つ選べ。
a. 1 価の陰イオンの還元力は、原子番号が小さいほど弱い。
b. 単体の沸点は、原子番号が小さいほど高い。
c. 電気陰性度は、原子番号が小さいほど大きい。
d. 水素との化合物の酸としての強さは、原子番号が小さいほど強い。
e. 水素との化合物の沸点は、原子番号が小さいほど高い。
① a, b
② a, c
③ a, d
④ a, e
⑤ b, c
⑥ b, d
⑦ b, e
⑧ c, d
⑨ c, e
⑩ d, e


問7. 油脂、脂肪酸、セッケンに関する次の記述のうち、正しいものを 2 つ選べ。
a. 飽和脂肪酸のみを含む油脂のけん化価は 0 となる。
b. 一般に、同じ炭素数の脂肪酸では、飽和脂肪酸の方が、不飽和脂肪酸よりも融点が低い。
c. 1 分子の飽和脂肪酸 A と 2 分子の飽和脂肪酸 B で構成される油脂には、立体異性体を含めて異性体が全部で 3 種類存在する。
d. セッケンは、硬水中で使うと難溶性の塩を生じるため、洗浄力が低下する。
e. セッケンの表面張力は、水よりも大きい。
① a, b
② a, c
③ a, d
④ a, e
⑤ b, c
⑥ b, d
⑦ b, e
⑧ c, d
⑨ c, e
⑩ d, e


問8. 表に示した a～e の操作により有機化合物を得る。原料となる化合物の構造式、および生じた各生成物ができる反応には○を、反応できたが原料と同数の炭素原子をもたない原子に□を用いたものが、正しいものを 2 つ選べ。

① a, b
② a, c
③ a, d
④ a, e
⑤ b, c
⑥ b, d
⑦ b, e
⑧ c, d
⑨ c, e
⑩ d, e

問題文全文(内容文)：
<原子の構造・イオンの構造>

次の図はある原子$1$個のつくりを
模式的に表したものである。
(1)次の文の(①)~(④)にあてはまる語句を
図を参考にしながら答えよ。

・原子の中心には(①)が$1$個あり
そのまわりを(②)が回っている。
・(①)は十の電気をもつ(③)と、
電気をもたない(④)からできている。

(2)図の①、②、「原子全体」の電気的な性質を
それぞれ次のア～ウから選び、記号で答えよ。
ア.-の電気をもっている。
イ,+の電気をもっている。
ウ,電気をもっていない。

(3) 酸素原子には図の③が8個あることが分かっている。
酸素原子には②が何個あるか。

(4)原子が②を失うと
「陰イオン」「陽イオン」のどちらになるか。

(5)原子がイオンになる様子を説明した
次の(ア)~(エ)に語句・記号・数字を入れよ。
塩素原子は図の②を$1$個受け取り、
(ア)イオンになる。
これをイオン式で表ちと(イ)となる。
また銅原子は図の②を(ウ)個失って銅イオンになる。
これをイオン式で表すと、(エ)となる。

＊図は動画内参照