無機物質（知識）の問題

化学工業で用いられている物質の製法について述べた次の文のうち、正しいものを、次のア〜オのうちから 1 つ選べ。

• ア　ハーバー・ボッシュ法では、四酸化三鉄を主成分とする触媒を用いて窒素と水素からアンモニアを合成する。この反応は発熱反応であるため、温度を高くするほど平衡状態におけるアンモニアの生成率は大きくなる。
• イ　オストワルト法では、アンモニアを酸化バナジウム(V)を触媒として空気中の酸素と反応させて一酸化窒素とし、これをさらに酸化して得た二酸化窒素を水と反応させて硝酸を得る。
• ウ　アンモニアソーダ法では、アンモニアを十分に吸収させた飽和食塩水に二酸化炭素を通じると、比較的溶解度の小さい炭酸水素ナトリウムが沈殿し、これを熱分解して炭酸ナトリウムを得る。
• エ　接触法では、二酸化硫黄を酸化バナジウム(V)を触媒として酸化して三酸化硫黄とし、この三酸化硫黄を直接水に吸収させて濃硫酸を得る。
• オ　アルミニウムの溶融塩電解では、酸化アルミニウムに氷晶石を加えて融点を下げ、炭素電極を用いて電気分解すると、陽極にアルミニウムが生成する。

典型金属元素の単体や化合物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　ナトリウムの単体は、空気中の酸素や水と反応しやすいので、エタノール中に保存する。
• イ　水酸化亜鉛は、過剰の水酸化ナトリウム水溶液にも、過剰のアンモニア水にも溶ける。
• ウ　水酸化アルミニウムは、過剰のアンモニア水に溶けて無色の錯イオンをつくる。
• エ　硫酸バリウムは水に溶けにくいが、硫酸カルシウムは水によく溶ける。
• オ　鉛の単体は、希塩酸や希硫酸によく溶けて水素を発生する。

硫酸は工業的には接触法でつくられる。接触法では、硫黄を燃焼させて得た二酸化硫黄 $\mathrm{S}{\mathrm{O}}_2$ を、触媒を用いて空気中の酸素で酸化して三酸化硫黄 $\mathrm{S}{\mathrm{O}}_3$ とし、これを濃硫酸に吸収させて発煙硫酸としたのち、希硫酸で薄めて濃硫酸とする。

$$2S{\mathrm{O}}_2+{\mathrm{O}}_2⟶2S{\mathrm{O}}_3$$

現在の接触法で、この反応の触媒として用いられている物質として最も適当なものを、次のア〜エのうちから 1 つ選べ。

• ア　四酸化三鉄 $\mathrm{F}{\mathrm{e}}_3{\mathrm{O}}_4$
• イ　酸化マンガン(IV) $\mathrm{Mn}{\mathrm{O}}_2$
• ウ　ニッケル $\mathrm{Ni}$
• エ　酸化バナジウム(V) ${\mathrm{V}}_2{\mathrm{O}}_5$

ある金属元素 M について、次の $(1)$、$(2)$ のことがわかっている。

$(1)$ M の単体は、希塩酸にも水酸化ナトリウム水溶液にも、水素を発生しながら溶ける。

$(2)$ M のイオンを含む水溶液にアンモニア水を少量加えると白色の沈殿が生じ、さらにアンモニア水を過剰に加えると、この沈殿は溶けて無色の水溶液になる。

M 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　アルミニウム
• イ　鉛
• ウ　マグネシウム
• エ　亜鉛
• オ　スズ

硫酸は、工業的には接触法によって次のようにつくられる。まず、硫黄を燃焼させて二酸化硫黄 $\mathrm{S}{\mathrm{O}}_2$ をつくる。次に、触媒を用いて二酸化硫黄を空気中の酸素と反応させ、三酸化硫黄 $\mathrm{S}{\mathrm{O}}_3$ に変える。
$$2S{\mathrm{O}}_2+{\mathrm{O}}_2⟶2S{\mathrm{O}}_3$$
さらに、三酸化硫黄を濃硫酸に吸収させて発煙硫酸とし、これを希硫酸で薄めて濃硫酸にする。

現在の接触法で、二酸化硫黄を三酸化硫黄に変える反応の触媒として主に用いられている物質として最も適当なものを、次のア〜エから 1 つ選べ。

• ア　酸化マンガン(IV) $\mathrm{Mn}{\mathrm{O}}_2$
• イ　四酸化三鉄 $\mathrm{F}{\mathrm{e}}_3{\mathrm{O}}_4$
• ウ　氷晶石 $\mathrm{N}{\mathrm{a}}_3\mathrm{Al}{\mathrm{F}}_6$
• エ　酸化バナジウム(V) ${\mathrm{V}}_2{\mathrm{O}}_5$