酸化還元と電池・電気分解（知識）の問題

鉄・ニッケル・アルミニウムは、いずれも水素よりイオン化傾向が大きく、希塩酸や希硫酸には水素を発生しながら溶ける。ところが、これらの金属の小片を濃硝酸に入れると、はじめにわずかに反応したあと、反応がほとんど進まなくなり、金属は溶けずに残る。これは、酸化力の強い濃硝酸によって金属の表面にち密な酸化物の被膜ができ、この被膜が内部の金属を保護して、それ以上の反応を妨げるためである。

このように、金属の表面にち密な酸化物の被膜が生じて、金属がそれ以上反応しにくくなった状態を何というか。漢字 3 文字で答えよ。

金属の製錬・電解精錬および金属のさびやめっきに関する記述として誤っているものを、次のア〜カのうちから 1 つ選べ。

• ア　鉄の製錬では、溶鉱炉に鉄鉱石・コークス・石灰石を入れ、コークスから生じた一酸化炭素によって鉄の酸化物を還元して銑鉄を得る。
• イ　銅の電解精錬では、粗銅を陽極、純銅を陰極とし、硫酸酸性の硫酸銅(II)水溶液を電気分解して、陰極に純度の高い銅を析出させる。
• ウ　銅の電解精錬では、粗銅に含まれる銀や金は陽イオンにならず、陽極の下に陽極泥として沈殿する。
• エ　ブリキは鉄の表面にスズをめっきしたもので、表面に傷がついて鉄が露出しても、スズが鉄より先に酸化されるため、鉄はさびにくい。
• オ　トタンは鉄の表面に亜鉛をめっきしたもので、表面に傷がついて鉄が露出しても、亜鉛が鉄より先に酸化されるため、鉄はさびにくい。
• カ　アルミニウムは、酸化アルミニウムを融解した氷晶石に溶かし、炭素電極を用いて溶融塩電解（融解塩電解）することで得られる。

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。

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。これらの物質のはたらきと、そのときの原子の酸化数の変化について述べた次の記述ア〜オのうち、誤っているものを 1 つ選べ。

• ア　${\mathrm{H}}_2{\mathrm{O}}_2$ 中の酸素原子の酸化数は $-1$ であり、${\mathrm{H}}_2{\mathrm{O}}_2$ が酸化剤としてはたらいて水になるとき、酸素原子の酸化数は $-2$ に変化する。
• イ　硫酸酸性の過マンガン酸カリウム水溶液に ${\mathrm{H}}_2{\mathrm{O}}_2$ 水を加えると、${\mathrm{H}}_2{\mathrm{O}}_2$ は還元剤としてはたらき、酸素が発生する。
• ウ　$\mathrm{S}{\mathrm{O}}_2$ 中の硫黄原子の酸化数は $+4$ であり、$\mathrm{S}{\mathrm{O}}_2$ が還元剤としてはたらいて硫酸イオンになるとき、硫黄原子の酸化数は $+6$ に変化する。
• エ　硫化水素水に $\mathrm{S}{\mathrm{O}}_2$ を通じると、$\mathrm{S}{\mathrm{O}}_2$ は酸化剤としてはたらき、硫黄の単体が生じて溶液が白濁する。
• オ　硫酸酸性のヨウ化カリウム水溶液に ${\mathrm{H}}_2{\mathrm{O}}_2$ 水を加えると、${\mathrm{H}}_2{\mathrm{O}}_2$ は還元剤としてはたらき、ヨウ素が生じて溶液が褐色になる。

金属と水・酸との反応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〜オのうちから 1 つ選べ。

銅は水素よりもイオン化傾向が小さいので、希硫酸には溶けない。しかし、銅を熱濃硫酸に入れると、銅は溶けて気体 [ a ] が発生する。一方、マグネシウムは常温の水とはほとんど反応しないが、熱水とは反応して水酸化マグネシウムが生じ、気体 [ b ] が発生する。