水溶液の性質と再結晶

次の文の空欄 a・b に入る語句の組み合わせとして正しいものを、下の表のア〜エから 1 つ選べ。

温度の高い水に硝酸カリウムをとけるだけとかした。このように、物質がそれ以上とけきれなくなるまでとけている水溶液を（ a ）という。この水溶液を冷やすと、とけきれなくなった硝酸カリウムが結晶となって出てきた。このように、一度水にとかした物質を、再び結晶としてとり出すことを（ b ）という。

60℃の水 100 g に硝酸カリウムを溶けるだけ溶かしました。その水溶液をゆっくり 20℃まで冷やしたところ、水溶液の中に硝酸カリウムの結晶が出てきました。冷やす間に水は蒸発しなかったものとします。結晶が出てきたあとの 20℃の水溶液（結晶を除いた液の部分）について述べたものとして最も適当なものを、次のア〜エから 1 つ選べ。

• ア　水溶液中に溶けている硝酸カリウムの質量は、冷やす前と変わらない。
• イ　水溶液の質量パーセント濃度は、冷やす前より大きくなっている。
• ウ　水溶液は、20℃の硝酸カリウムの飽和水溶液になっている。
• エ　出てきた結晶は、溶媒である水がこおってできたものである。

砂糖，食塩，かたくり粉（デンプン）のいずれかである白い粉末 A，B，C を区別するために，次の実験 1，2 を行った。

実験 1　A，B，C をそれぞれ少量ずつ試験管にとり，水を加えてよく振り混ぜ，水に溶けるかどうかを調べた。

実験 2　A，B，C をそれぞれ燃焼さじにのせてガスバーナーで加熱し，火がついたものは石灰水を少し入れた集気びんの中に入れた。火が消えたあと燃焼さじを取り出し，ふたをして集気びんをよく振った。火がつかなかったものも，加熱したあと同じように石灰水を入れた集気びんの中に入れ，ふたをしてよく振った。なお，粉末を入れる前の集気びんは，ふたをしてよく振っても石灰水は白くにごらなかった。

結果は次の表のようになった。

この実験の結果からわかることとして最も適当なものを，次のア〜エから 1 つ選べ。

• ア　C は水に溶けたので，有機物であると考えられる。
• イ　A と B は燃えて二酸化炭素が発生したので，炭素をふくむ有機物であると考えられる。
• ウ　B は水にほとんど溶けなかったので，無機物であると考えられる。
• エ　A，B，C のうち，有機物であると考えられるのは C だけである。

5 種類の液体 A〜E（砂糖水、食塩水、エタノール水溶液、うすい塩酸、精製水のいずれか）について、次の実験を行った。

実験　それぞれの液体をビーカーにとり、電源装置と豆電球をつないだ 2 本の炭素棒の電極を液体に入れて電圧を加え、豆電球が点灯するかどうかと、電極のようすを調べた。1 つの液体を調べるごとに、電極を精製水でよく洗った。

結果は次の表のようになった。

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。

固体の溶解度と飽和溶液に関する記述として最も適当なものを、次のア〜オのうちから 1 つ選べ。ただし、水の蒸発は無視できるものとする。

• ア　固体の溶解度は、ふつう、溶液 $100\mathrm{g}$ に溶けることのできる溶質の最大の質量〔g〕の数値で表す。
• イ　飽和溶液では、溶質が溶解する変化も、溶質が析出する変化も、まったく起こらなくなっている。
• ウ　温度を一定に保ったまま、ある物質の飽和水溶液にその物質の結晶を加えても、水溶液の濃度は変わらない。
• エ　硫酸銅(II)五水和物 $\mathrm{CuS}{\mathrm{O}}_4\cdot 5{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}$ の結晶を水に溶かすと、水溶液中の水の質量は、溶かすのに用いた水の質量と等しくなる。
• オ　温度が高いほど溶解度が大きくなる物質の飽和水溶液を、結晶がない状態で加熱すると、その物質の結晶が析出する。

水溶液の性質や、水溶液から溶質を取り出す方法について述べた文として正しいものを、次のア〜オからすべて選べ。

• ア　砂糖を水に溶かした砂糖水では、砂糖が溶質、水が溶媒である。
• イ　物質が水に溶けてできた水溶液を長い時間置いておくと、溶質がしだいに底の方に集まり、下の方ほど濃くなる。
• ウ　塩化ナトリウムは温度による溶解度の変化が小さいので、その飽和水溶液を冷やしても、結晶はほとんど出てこない。
• エ　硫酸銅を水に溶かした液は青色に色がついているので、水溶液とはいえない。
• オ　ミョウバンの飽和水溶液を、温度を一定に保ったまま水を蒸発させていくと、ミョウバンの結晶が出てくる。

少量の塩化ナトリウム $\mathrm{NaCl}$ が混じった硝酸カリウム $\mathrm{KN}{\mathrm{O}}_3$ から、純粋な硝酸カリウムを得たい。水に対する硝酸カリウムの溶解度は温度が高いほど大きく、温度による変化が大きい。一方、塩化ナトリウムの溶解度は温度によってほとんど変化しない。この精製と溶解度について述べた文として最も適当なものを、次のア〜オから 1 つ選べ。ただし、水の蒸発は無視でき、2 つの物質は互いの溶解度に影響しないものとする。

• ア　混合物を高温の水に溶かした溶液を冷却したとき、析出する結晶には、硝酸カリウムと塩化ナトリウムがもとの混合物と同じ割合で含まれる。
• イ　冷却して硝酸カリウムの結晶が析出したあと、結晶をろ過して除いたろ液は、硝酸カリウムについて不飽和溶液になっている。
• ウ　硝酸カリウムを溶かせるだけ溶かした飽和溶液を、さらに加熱すると、硝酸カリウムの結晶が析出する。
• エ　少量の硝酸カリウムが混じった塩化ナトリウムから純粋な塩化ナトリウムを得るときも、高温の飽和溶液を冷却する方法で塩化ナトリウムの結晶を多く得ることができる。
• オ　混合物を高温の水に溶かした溶液を冷却すると、溶解度が大きく減少する硝酸カリウムが主に結晶として析出し、少量の塩化ナトリウムはほとんど溶液中に残る。