酸化還元と電池・電気分解（知識）の問題

鉄はさびやすいので、鉄板の表面を別の金属でめっきして用いることが多い。そのような例として、トタンとブリキがある。トタンとブリキ、およびそれらの表面に傷がついて内部の鉄が露出し、水にぬれたときに起こることに関する記述として最も適当なものを、次のア〜オのうちから 1 つ選べ。

• ア　ブリキでは、スズが鉄よりもイオン化傾向が大きいので、スズが先に酸化され、露出した鉄はさびにくい。
• イ　トタンでは、亜鉛が鉄よりもイオン化傾向が小さいので、露出した鉄が先に酸化され、鉄はさびやすくなる。
• ウ　トタンでは、亜鉛が鉄よりもイオン化傾向が大きいので、亜鉛が先に酸化され、露出した鉄はさびにくい。
• エ　ブリキでは、露出した鉄が電子を受け取って還元されるので、鉄はスズよりも先にさびることはない。
• オ　トタンは鉄の表面をスズでめっきしたものであり、ブリキは鉄の表面を亜鉛でめっきしたものである。

金属と水・酸との反応に関する記述として誤っているものを、次のア〜オのうちから 1 つ選べ。

• ア　鉛は水素よりイオン化傾向が大きいが、希塩酸や希硫酸にはほとんど溶けない。これは、鉛の表面に水に溶けにくい塩化鉛(II)や硫酸鉛(II)が生じるためである。
• イ　銀は希硫酸には溶けないが、希硝酸には一酸化窒素を発生しながら溶ける。
• ウ　アルミニウムは濃硝酸にはほとんど溶けない。これは、表面にち密な酸化物の被膜ができて不動態になるためである。
• エ　ナトリウムは常温の水と激しく反応し、酸素を発生して水酸化ナトリウムを生じる。
• オ　白金や金は濃硝酸や熱濃硫酸にも溶けないが、王水には溶ける。

鉄のさびを防ぐ方法について述べた次の文章中の空欄 a・b に入る語句の組み合わせとして正しいものを、下のア〜カのうちから 1 つ選べ。

鉄板の表面をスズでめっきしたものを a という。a は、表面のスズがさびにくいため、傷がなければ内部の鉄を保護する。しかし、表面に傷がついて鉄が露出し、水や酸素に触れると、イオン化傾向は b ので、鉄が先に酸化され、めっきをしていない鉄板よりもかえってさびやすくなることがある。

アルミニウムはイオン化傾向が大きいので、$\mathrm{A}{\mathrm{l}}^{3+}$ を含む水溶液を電気分解しても、陰極ではアルミニウムは析出せず、水が還元されて水素が発生してしまう。そこで工業的には、ボーキサイトから得た純粋な酸化アルミニウム（アルミナ）$\mathrm{A}{\mathrm{l}}_2{\mathrm{O}}_3$ を、水を含まない状態で融解させて炭素電極で電気分解する溶融塩電解（融解塩電解）によってアルミニウムを得ている。

このとき、酸化アルミニウムの融点は約 $2000{}^{\circ }\mathrm{C}$ と非常に高いため、ナトリウム・アルミニウム・フッ素からなるある化合物を融解させ、その中に酸化アルミニウムを溶かし込んで、約 $1000{}^{\circ }\mathrm{C}$ で電気分解を行う。このように、酸化アルミニウムの融解温度を下げるために加えられる化合物を何というか。漢字で答えよ。

過酸化水素 ${\mathrm{H}}_2{\mathrm{O}}_2$ と二酸化硫黄 $\mathrm{S}{\mathrm{O}}_2$ は、反応する相手によって酸化剤としても還元剤としてもはたらく。これらの物質の反応に関する記述として正しいものを、次のア〜オのうちから 1 つ選べ。

• ア　硫酸酸性のヨウ化カリウム水溶液に過酸化水素水を加えるとヨウ素が生じる。この反応で ${\mathrm{H}}_2{\mathrm{O}}_2$ は還元剤としてはたらいている。
• イ　硫化水素水に二酸化硫黄を通じると硫黄の単体が生じて溶液が白濁する。この反応で $\mathrm{S}{\mathrm{O}}_2$ は酸化剤としてはたらいている。
• ウ　硫酸酸性の過マンガン酸カリウム水溶液に二酸化硫黄を通じると、溶液の赤紫色が消える。この反応で $\mathrm{S}{\mathrm{O}}_2$ は酸化剤としてはたらいている。
• エ　過酸化水素が還元剤としてはたらくとき、${\mathrm{H}}_2{\mathrm{O}}_2$ は電子を失って水になる。
• オ　二酸化硫黄が還元剤としてはたらくとき、硫黄原子の酸化数は $+4$ から $0$ に変化する。