Fe 0.1xmol 10 −3 = 5 × 10 −5[mol] −1x − y y (10−1x − y )(5 × 10−5

錯イオン ★★★★★ 12 東大 2-II
カ構造α : Ag+ ，構造β : Zn2+
キ対称性を考えると，幾何異性体は次の２種類である。
ク
Fe
ケ
コ Ca2+ x[mol/L] とすると，
0.1xmol
EDTA 溶液は，
10−2 × 5 × 10−3 = 5 × 10−5 [mol]
Ca2+ + EDTA Ca − EDTA
10−1 x 5 × 10−5 0
10−1 x − y 5 × 10−5 − y y
3.9 × 1010 =
(10−1 x
y
− y)(5 × 10−5 − y)
平衡は右に大きくよっているので，
y ≈ 5 × 10−5 ∴ x = 5.0 × 10−4 [mol/L]
サ活性化エネルギー
1
錯イオン ★★★★★ 10 東大 2-II
カ配位結合
キ PbCl2 + 2NaCl により，錯イオン B が形成される。
ク錯イオン A は電荷 +2 を持ち，電荷が０となったことから塩化物イオンは２個配位
したことが分かる。よって，錯イオン C はアンモニアが２個、塩化物イオンが２個配位し
た錯イオンである。
ケ錯イオン A と錯イオン B を混合すると錯イオン C の２倍の分子量を持つ錯イオン D
となったので，化合物 D は，
2
元素、イオン ★★★★★ 9 東大 2-I
アフッ化水素酸との反応なので，
SiO2 + 6HF → H2 SiF6 (ヘキサフルオロケイ酸) + H2 O
※ 気体の HF との反応：SiO2 + 4HF → SiF4 + 2H2 O
イ
PbSO4
ウ
α=
=
=
=
=
[S2− ]
[H2 S]total
[S2− ]
[H2 S] + [HS− ] + [S2− ]
[H2 S]
Ka1 Ka2 [H
+ ]2
[H2 S] + [HS− ] + [S2− ]
Ka1 Ka2
2−
+ ]2
[HS− ][H+ ]2
+ [S [H][H
[H2 S]
2 S]
[H+ ]2
+
[H+ ]2
Ka1 Ka2
+ Ka1 [H+ ] + Ka1 Ka2
エ
Ksp (CuS)
[H2 S]total × 4 × 10−38
=
α
[S2− ]
[H+ ]2 + Ka1 [H+ ] + Ka1 Ka2
× 4 × 10−38
Ka1 Ka2
( +2
)
Ksp (CuS)
[H ] + 10−7 [H+ ] + 10−21
−38
log10
= log
× 4 × 10
α
10−21
=
= 17 − 2 log 2 − 2pH = 16.4 − 2pH
同様に，
Ksp (FeS)
= 2 − 2pH
α
オ
Fe2+ ： 4 × 10−4 mol/L
3
[Fe2+ ][S2− ] < 10−19
1
[S2− ] < ・10−15
4
硫化水素のモル濃度は，
[H2 S] =
2 × 10−3 mol
= 10−1 [mol/L]
20 × 10−3 L
平衡の定数の式に代入して，
10−21 =
[H+ ]2・14・10−15
10−1
[H+ ] = 2 × 10−3.5 ゆえに 3.5 − log 2 = 3.2
pH < 3.2
※この結果は硫化物が酸性だと沈殿しないことを意味する。
カスルホ基と反応しないようアンモニアを除くため。
キ NaOH 水溶液
10−2 mol/L × 18 × 10−3 = 18 × 10−5 mol
18 × 10−5 mol × 23 = 414 × 10−5 [g]
50mL を 10mL に希釈させているので，
2.07 × 10−2 [g]
∴ 2.1 × 10−2 [g]
4
元素の性質 ★★★★★ 8 東大 2-I
カ A NO2 ※ 酸性雨
2NO2 + H2 O → HNO2 + HNO3
亜硝酸は不安定で高温だと分解する
3HNO2 → HNO3 + H2 O + 2NO
cf. 水酸化ナトリウムとの中和
2NaOH + 2NO2 → NaNO3 + NaNO2 + H2 O
B,C
(NH2 )2 CO(尿素) + H2 O → 2NH3 + CO2
キ
3NO2 + H2 O → 2HNO3 + NO
10L 中ですべての NO2 はなくなり硝酸となったことから，生じた硝酸のモル数を x[mol]
として，
x
= 10−5 ∴ x = 10−4 [mol]
10
よって，元の NO2 は，
3
× 10−4 [mol]
2
ここで，混合気体全モル数を n とすると，
n=
1.013 × 105
8.3 × 103・273
= 4.47 × 10−2 [mol]
よって NO2 の分圧は，
1.013 × 105 ×
10−4
= 3.4 × 102 [Pa]
4.47 × 10−2
3
2×
ク
(NH2 )2 CO(尿素) + H2 O → 2NH3 + CO2
ケ
4NO + 4NH3 + O2 → 4N2 + 6H2 O
5
元素の性質 ★★★★★ 8 東大 2-I
カ正極：Ag2 O + 2H2 O + 2e− → 2Ag + 2OH−
負極：Zn + 2OH− → Zn(OH)2 + 2e−
Zn(OH)2 + 2OH− →[Zn(OH)4 ]2−
キ
0.1 × 10−3 A × 5 × 102 [時間] × 36 × 102 [s] = 1.8 × 102 [C]
消費された亜鉛の質量は，
1.8 × 102
1
× 65.4 × = 6.1 × 10−2 [g]
96500
2
ク
+
直線形：[H3 N − Ag − NH3 ]



正四面体：

 3
NH
2+
NH3
Zn




3
NH
NH3
6
めっき ★★★★★ 7 東大 2-I
ア
酸化剤１：Cu2+ + 2e− → Cu
酸化剤２：2H2 O + 2e− → H2 + 2OH−
O−
還元剤：HCHO + 3OH− → H
+ 2H2 O + 2e−
C
O
O−
Cu2+ + 2HCHO + 2H2 O + 6OH− → Cu + H2 H
C
+ 4H2 O
O
4Na+ , SO2−
4 を加えて，
ONa
CuSO4 + 2HCHO + 4NaOH → Cu + H2 + H
C
+ Na2 SO4 + 2H2 O
O
イ還元剤としてはたらく。
ウ消費された OH− を加水分解によって補い、pH の低下を抑える。
※
−
−
CO2−
3 + H2 O HCO3 + OH
OH− が減少すると平衡が右に傾き，水酸化物イオンを補充する。エフェーリング反応
の反応式であり，
酸化剤：Cu2+ + e− → Cu+
O−
還元剤：HCHO + 3OH− → H
+ 2H2 O + 2e−
C
O
O−
2Cu2+ + HCHO + 3OH− → 2Cu+ + H
C
+ 2H2 O
O
7
∴ 2CuSO4 + HCHO + 5NaOH → Cu2 O + HCOONa + 3H2 O + 2Na2 SO4
オ (1) めっきされた銅の薄膜の厚さを x[cm] とすると，１面当たり 5.5/6[g] である
から，
100x[cm3 ] ⇔ 5.5
[g]
6
また，銅の密度は，
63.5 × 6.0 ×4 1023 g
(3.6 × 10−8 )3 cm3
ゆえに 100x ×
63.5 × 6.0 ×4 1023 g
(3.6 × 10−8 )3 cm3
=
ゆえに x = 1.0 × 10−3 cm
1.0 × 10−2 [mm]
(2) 発生する水素と銅のモル数は等しいので，
5.5
× 22.4 ≈ 1.9[L]
63.5
8
5.5
[g]
6
ケイ素 ★★★★★ 7 東大 2-II
カ骨格部分の最小単位は，
SiO2−
3 ∴ (m, n) = (3, 2)
キ SiO2 が立体的につながると石英（水晶）と呼ばれる。
ク Ma Alb Sic Od・eH2 O
a + 3b + 4c − 2d = 0 ∴ a = −3b − 4c + 2d
ケイ素は４価より，3 価のアルミと１価の M がケイ素と置き換わるには a = b が必要。
ゆえに d = 2(b + c)
ケ
アルミの Alb Sic Od
アルミニウムは３価なので，アルミニウム原子を中心とする負電荷の大きい正四面体が連
結する構造が増えるから。
コ
12Na2 SiO3・9H2 O + 12NaAlO2 → Na12 Al12 Si12 O48・27H2 O + 24NaOH + 69H2 O
サ A 型ゼオライト
Na12 Al12 Si12 O48・27H2 O → 式量 4495
この中の 12 個の Na が 12 個の Ca と置き換わると考えて，
1
× 12 × 40.1 ≈ 1.1 × 10−1 [g] ∴1.1 × 102 [mg]
4495
シ Na+ と Ca2+ を交換して，電荷を下げセッケンの沈殿を防ぐ。※ セッケンは
Ca2+ , Mg2+ と塩となり沈殿となるので，Na+ と置き換えて沈殿させにくくする。
9
ケイ素２ ★★★★★ 6 東大 2-I
ア
SiHCl3 + H2 → Si + 3HCl
イケイ素の融点が高く金属が融解する可能性があるため。
※二酸化ケイ素は融点が 1650 ℃と非常に高い。
ウ添加元素は最外殻電子数が Si に比べ１つ多いので，PH3
エ
1
8
上： × 4 +
1
1
1
1
= 1 個，中：4 + × 4 = 6，下： × 4 + = 1 個
2
2
8
2
よって，計 8 個
オ SiH4 は，
5
5 × 10−3 [L]
=
× 10−2 [mol]
22.4[L]
224
ケイ素の結晶構造より，
(54 ×
8
6 × 1023
[mol/cm3 ]
10−2 × 10−7 )3
薄膜として使われたケイ素は，
3 × 3 × 90 ×× 10−7 cm3 ×
(54 ×
8
6 × 1023
[mol/cm3 ]
10−2 × 10−7 )3
使われた SiH4 ガスを x% とすると，
5
8・3・3・9
× 10−2 × x =
× 10−2
224
54・54・54・6
x=
56
→ 2.56% ∴3%
27・27・3
カ余分な電子は 1.0 × 1018 [個/cm3 ] ケイ素の原子数は，
1018 個/cm3
8
× 1027
54 ・ 54 ・ 54
= 2.0 × 10−5
10
ケイ素３ ★★★★★ 6 東大 2-II
キ
Na2 SiO3 + 2HCl → H2 SiO3 + 2NaCl
H2 SiO3 → SiO2・nH2 O(シリカゲル) + (1 − n)H2 O
クシリカゲル
ケイ素と酸素からなる立体的網目構造を有し，表面に多数のヒドロキシ基を持つ多孔質の
固体。
ケろ液には Al3+ , Mg2+ , Ca2+ , Fe3+ があり，溶液 (A)250mL:アンモニア水で沈殿する
ものは，
C : Fe(OH)3 ，Al(OH)3
溶液 (B)250mL:アンモニア水で沈殿するが，過剰の水酸化ナトリウムには，Al(OH)3 は
溶けるので，
D : Fe(OH)3
コ固体 D は 31.9mg の Fe2 O3 であるから，
−3
3+
Fe
× 10
2 × 31.9159.6
:
250 × 10−3
≈ 1.6 × 10−3 [mol/L]
Al2 O3 は，47.2-31.9=15.3mg であり，
−3
Al
3+
× 10
2 × 15.3 102
:
250 × 10−3
≈ 1.2 × 10−3 [mol/L]
11

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