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有機化合物(知識)の問題

難易度 1教科書の例題レベル高校化学 有機化合物(知識)

炭素・水素・酸素からなる有機化合物の元素分析を行う。試料を乾燥した酸素を通しながら加熱し、酸化銅(II) を通して完全に燃焼させ、生じた気体を 2 本の吸収管 A・B にこの順に通す。吸収管 A で燃焼により生じた水だけを吸収させ、吸収管 B で二酸化炭素を吸収させて、それぞれの質量の増加から水と二酸化炭素の質量を求める。

吸収管 A・B に詰める物質の組み合わせとして最も適当なものを、次のア〜エから 1 つ選べ。

吸収管 A吸収管 B
アソーダ石灰塩化カルシウム
イ酸化銅(II)ソーダ石灰
ウ塩化カルシウムソーダ石灰
エ塩化カルシウム酸化銅(II)

この問題で使うもの

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  1. 実験器具の使い方と安全
  2. 気体の発生方法・性質・集め方
  3. 有機物・無機物と金属の性質
  4. 原子・分子と化学式
  5. 原子の構造と同位体
  6. 電子配置と価電子
  7. 周期表と周期律
  8. 分解と化合(化学変化の種類)
  9. 酸化と還元
  10. イオンと電離・電解質
  11. 酸化・還元の定義
  12. 酸化数と酸化・還元の判定
  13. 酸化剤と還元剤
  14. ハロゲンと貴ガス
  15. 酸化剤にも還元剤にもなる物質
  16. 純物質と混合物・単体と化合物・同素体
  17. 酸素・硫黄とその化合物
  18. 力の種類とはたらき
  19. 静電気・放電と電子
  20. 化学電池と金属のイオンへのなりやすさ
  21. 金属のイオン化傾向と水・酸との反応
  22. 酸化力のある酸と不動態
  23. 窒素・リンとその化合物
  24. イオン化エネルギー・電子親和力・電気陰性度
  25. イオン結合と金属結合
  26. 共有結合と配位結合
  27. 分子の形と極性
  28. 分子間力と沸点
  29. 結晶の種類と性質
  30. 炭素・ケイ素とその化合物
  31. 酸・アルカリと中和・指示薬
  32. アレニウスとブレンステッド・ローリーの酸・塩基の定義
  33. 酸・塩基の価数・強弱と電離度
  34. 弱酸の遊離・揮発性の酸の遊離
  35. 原子量・分子量・式量
  36. 気体の製法・捕集方法・乾燥剤
  37. 元素分析の方法

ヒント

行き詰まったら、上から順に 1 つずつ開いてください。

ヒント 1

元素分析の方法の知識を使います。燃焼で生じた水と二酸化炭素を、それぞれ何に吸収させるかを思い出しましょう。

ヒント 2

水は中性の乾燥剤である塩化カルシウムに、二酸化炭素は塩基性のソーダ石灰に吸収させます。酸化銅(II) は試料を完全に燃焼させるために使います。

ヒント 3

酸化銅(II) を含む選択肢を除くと、アとウが残ります。ソーダ石灰が水も吸収することから、どちらの管を先に通すべきかを考えましょう。

答えと解説

答えを見る

ウ

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解説を読む

手順 1:吸収管に詰める物質の役割を確認する

元素分析では、試料を完全に燃焼させ、炭素を二酸化炭素 に、水素を水 に変える(酸化銅(II) は試料を完全に酸化するために使う)。生じた と をそれぞれ別の吸収管に吸収させる。

  • 水を吸収させる物質:塩化カルシウム (中性の乾燥剤で、 は吸収しない)
  • 二酸化炭素を吸収させる物質:ソーダ石灰( と の混合物。塩基性なので酸性の気体 を吸収し、水も吸収する)

手順 2:吸収管の順序を考える

ソーダ石灰は水と二酸化炭素の両方を吸収する。そのため、ソーダ石灰の管を先にすると、水と二酸化炭素を区別して測れない。そこで、先に水だけを吸収する塩化カルシウムの管 A を通し、そのあとでソーダ石灰の管 B に二酸化炭素を吸収させる。

よって、A が塩化カルシウム、B がソーダ石灰のウが正しい。

ほかの選択肢について
- ア:順序が逆である。先にソーダ石灰を通すと水と二酸化炭素の両方が吸収され、B の塩化カルシウムには何も吸収されないので、両者を区別して測れない。
- イ:酸化銅(II) は試料を完全に燃焼させるための酸化剤であり、水を吸収する物質ではない。
- エ:酸化銅(II) は二酸化炭素を吸収しない。二酸化炭素の吸収には塩基性のソーダ石灰を用いる。

別解

水だけを先に吸収する A には、水は吸収するが二酸化炭素は吸収しない塩化カルシウムを用いる。ソーダ石灰は水も二酸化炭素も吸収するので、A に使うと水と二酸化炭素を区別できない。
B には二酸化炭素を吸収するソーダ石灰を用いる。

ア(ソーダ石灰・塩化カルシウム): A が誤り(順序が逆)。
イ(酸化銅(II)・ソーダ石灰): 酸化銅(II) は吸収剤ではなく、不完全燃焼の生成物を酸化するための物質。誤り。
ウ(塩化カルシウム・ソーダ石灰): 正しい。
エ(塩化カルシウム・酸化銅(II)): 酸化銅(II) は二酸化炭素を吸収しない。誤り。

よって答えはウ。

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