無機物質（知識）の問題

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

非金属元素の単体や化合物の性質について述べた次の文のうち、誤っているものを、次のア〜オのうちから 1 つ選べ。

• ア　一酸化窒素は無色で水に溶けにくい気体であり、空気中の酸素とすみやかに反応して赤褐色の二酸化窒素になる。
• イ　二酸化硫黄はふつう還元剤としてはたらくが、硫化水素と反応するときは酸化剤としてはたらき、硫黄の単体が生じる。
• ウ　一酸化炭素は無色・無臭の有毒な気体で、水に溶けにくい。
• エ　フッ素は水と激しく反応して、水素を発生する。
• オ　黄リンは空気中で自然発火するので、水中に保存する。

化学工業における物質の製法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　ハーバー・ボッシュ法では、四酸化三鉄 $\mathrm{F}{\mathrm{e}}_3{\mathrm{O}}_4$ を主成分とする触媒を用いて、窒素と水素から直接アンモニアを合成する。
• イ　オストワルト法では、白金を触媒としてアンモニアを空気中の酸素で酸化して一酸化窒素とし、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つくる。
• ウ　アンモニアソーダ法では、塩化ナトリウムの飽和水溶液にアンモニアを十分に吸収させたのち二酸化炭素を通じると、比較的溶解度の小さい炭酸ナトリウムが沈殿する。
• エ　接触法では、酸化バナジウム(V) ${\mathrm{V}}_2{\mathrm{O}}_5$ を触媒として二酸化硫黄を酸化して三酸化硫黄とし、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にする。
• オ　アルミニウムは、融解した氷晶石に酸化アルミニウムを溶かして溶融塩電解（融解塩電解）を行うことで、陰極に単体として得られる。

ある無色の水溶液には、次のア〜カのイオンのうち 1 種類だけが金属イオンとして含まれている（陰イオンは硝酸イオンである）。この水溶液を少量ずつ 3 本の試験管にとり、次の操作 $(1)$〜$(3)$ を行った。

$(1)$　水酸化ナトリウム水溶液を少量加えると白色沈殿が生じ、さらに水酸化ナトリウム水溶液を過剰に加えると、この沈殿は溶けて無色の水溶液になった。

$(2)$　アンモニア水を少量加えると白色沈殿が生じ、さらにアンモニア水を過剰に加えても、この沈殿は溶けなかった。

$(3)$　希硫酸を加えても、沈殿は生じなかった。

この水溶液に含まれている金属イオンとして最も適当なものを、次のア〜カのうちから 1 つ選べ。

• ア　$\mathrm{M}{\mathrm{g}}^{2+}$
• イ　$\mathrm{A}{\mathrm{l}}^{3+}$
• ウ　$\mathrm{C}{\mathrm{a}}^{2+}$
• エ　$\mathrm{Z}{\mathrm{n}}^{2+}$
• オ　$\mathrm{B}{\mathrm{a}}^{2+}$
• カ　$\mathrm{P}{\mathrm{b}}^{2+}$

硝酸アルミニウム $\mathrm{Al}(\mathrm{N}{\mathrm{O}}_3{)}_3$ と硝酸亜鉛 $\mathrm{Zn}(\mathrm{N}{\mathrm{O}}_3{)}_2$ をともに含む無色の水溶液がある。この水溶液にある試薬を加えたところ、一方の金属イオンだけが白色の沈殿となり、もう一方の金属イオンは水溶液中に残ったので、ろ過によって 2 種類の金属イオンを分離することができた。加えた試薬として最も適当なものを、次のア〜オから 1 つ選べ。

• ア　希塩酸
• イ　過剰の水酸化ナトリウム水溶液
• ウ　少量の水酸化ナトリウム水溶液
• エ　過剰のアンモニア水
• オ　希硫酸