化学分野の用語と知識の問題

難易度 4公立高校入試の難問・私立高校入試レベル中学理科化学分野の用語と知識

次の表は、純粋な物質 A〜E の融点と沸点を、1 気圧のもとで調べたものである。

物質	融点〔℃〕	沸点〔℃〕
A	$- 39$	$357$
B	$- 115$	$78$
C	$63$	$351$
D	$- 218$	$- 183$
E	$801$	$1413$

次の文は、この表からわかることについて述べたものである。

「1 気圧のもとで、物質の温度を $- 50$ ℃ に保ったとき、液体の状態にある物質は（ a ）である。また、物質の温度を $80$ ℃ に保ったとき、液体の状態にある物質は（ b ）である。」

文中の空欄 a・b に入る語句の組み合わせとして最も適当なものを、次の表のア〜オから 1 つ選べ。

	a	b
ア	A と B	A と B と C
イ	B のみ	A と B と C
ウ	B のみ	A と C
エ	A と B	A と C
オ	B と D	C と E

この問題で使うもの

状態変化と粒子・融点・沸点・蒸留（説明と入口の問題）

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ヒント

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ヒント 1

純粋な物質の状態は、そのときの温度と融点・沸点の大小で決まることを使う。

ヒント 2

温度が融点より低ければ固体、融点と沸点の間なら液体、沸点より高ければ気体になる。

ヒント 3

−50 ℃ では A の融点（−39 ℃）との大小、80 ℃ では B の沸点（78 ℃）との大小に特に注意して、各物質の状態を表にまとめると、選択肢はア〜オのうち a・b がともに合うもの 1 つに絞れる。

答えと解説

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ウ

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解説を読む

純粋な物質は、温度が融点より低いと固体、融点と沸点の間では液体、沸点より高いと気体の状態になる。固体では粒子が規則正しく並んでその場で振動し、液体では粒子が位置を変えながら動き回り、気体では粒子が間隔を大きく広げて自由に飛び回っている。

$- 50$ ℃ のとき（a）
- A：融点 $- 39$ ℃ より低いので固体。
- B：融点 $- 115$ ℃ より高く、沸点 $78$ ℃ より低いので液体。
- C：融点 $63$ ℃ より低いので固体。
- D：沸点 $- 183$ ℃ より高いので気体。
- E：融点 $801$ ℃ より低いので固体。

よって a は「B のみ」。

$80$ ℃ のとき（b）
- A： $- 39$ ℃ と $357$ ℃ の間なので液体。
- B：沸点 $78$ ℃ より高いので気体（ここが見落としやすい点）。
- C： $63$ ℃ と $351$ ℃ の間なので液体。
- D：気体。
- E：固体。

よって b は「A と C」。正解はウ。

ほかの選択肢の誤り
- ア：a に A を含むが、A は $- 50$ ℃ では融点より低いので固体である。また b に B を含むが、B は $80$ ℃ では沸点を超えているので気体である。
- イ：a は正しいが、b に B を含む点が誤り（B は $80$ ℃ で気体）。
- エ：b は正しいが、a に A を含む点が誤り（A は $- 50$ ℃ で固体）。
- オ：D は $- 50$ ℃ でも $80$ ℃ でも沸点より高いので気体であり、E は $80$ ℃ では融点より低いので固体である。

別解

物質は、温度が融点より高く沸点より低いとき液体、融点より低いと固体、沸点より高いと気体である。

(a) $- 50$ ℃ のとき
- A: 融点 $- 39$ ℃ より低いので固体
- B: 融点 $- 115$ ℃ より高く沸点 $78$ ℃ より低いので液体
- C: 融点 $63$ ℃ より低いので固体
- D: 沸点 $- 183$ ℃ より高いので気体
- E: 融点 $801$ ℃ より低いので固体
よって a は「B のみ」。

(b) $80$ ℃ のとき
- A: $- 39 < 80 < 357$ なので液体
- B: 沸点 $78$ ℃ より高いので気体
- C: $63 < 80 < 351$ なので液体
- D: 沸点より高いので気体
- E: 融点 $801$ ℃ より低いので固体
よって b は「A と C」。

選択肢: ア(a が A と B)は誤り、イ(b が A と B と C)は誤り、ウは a・b とも正しい、エ(a が A と B)は誤り、オ(a が B と D)は誤り。したがって答えはウ。

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文中の空欄 a・b に入る語句の組み合わせとして最も適当なものを、次の表のア〜オから 1 つ選べ。
a b
ア酸性である黄色
イ酸性である緑色
ウアルカリ性ではない緑色
エアルカリ性ではない黄色
オ中性である青色

	a	b
ア	酸性である	黄色
イ	酸性である	緑色
ウ	アルカリ性ではない	緑色
エ	アルカリ性ではない	黄色
オ	中性である	青色

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液体	液体の種類	豆電球	電極のようす
A	砂糖水	点灯しなかった	変化なし
B	食塩水	点灯した	気体が発生した
C	エタノール水溶液	点灯しなかった	変化なし
D	うすい塩酸	点灯した	気体が発生した
E	精製水	点灯しなかった	変化なし

この実験の結果からわかることについて述べた文として最も適当なものを、次のア〜エから 1 つ選べ。

ア　A と C で豆電球が点灯しなかったのは、砂糖やエタノールが水に溶けなかったからである。
イ　B と D で豆電球が点灯したことから、水に溶けて電流が流れる物質は、溶ける前はすべて固体であることがわかる。
ウ　B と D の溶質は、水に溶けると陽イオンと陰イオンに分かれるため、その水溶液に電流が流れる。
エ　A で豆電球が点灯しなかったのは、砂糖が水に溶けると陽イオンだけができ、陰イオンができないからである。

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