2014年巣鴨中学の問題です。
次の実験に関連する問いに答えなさい。
実験 3％の過酸化水素水10cm3に、粉末の二酸化マンガンを色々な重さで加え、そのとき発生した酸素の体積を測定したところ、次のような結果が得られました。なお、計算の答えは、小数点以下第2位を四捨五入して書きなさい。
問1 うすい過酸化水素水は、一般の家庭でも利用されています。その利用方法を、次のア～エから1つ選びなさい。
ア．うがい薬 イ．せっけん ウ．かぜ薬 エ．消毒薬
問2 酸素に関する文として正しいものを、次のア～エから1つ選びなさい。
ア・燃料電池の原料として利用される。
イ・水酸化ナトリウム水溶液こ通じると食塩が生じる。
ウ・石灰水に通じると白くにごる。
エ．緑色のBTB液に通じると、BTB液が黄色になる。
問3 実験の操作1を、粉末状の二酸化マンガンの代わりに、かたまり状のものを用いて行うと、酸素の発生が遅くなりました。より速く酸素を発生させる方法として適するものを、次のア～エからすべて選びなさい。
ア. より濃い過酸化水素水を用いる
イ. 二酸化マンガンの量を増やす
ウ. 過酸化水素水を冷やしておく
エ. 二酸化マンガンに水素を充分に吹き付けておく。
間4 実験の操作2の反応が終わるまでの時間として最も適するものを、次のア～カから1つ選びなさい。
ア．1分52秒 イ．2分15秒 ウ．3分04秒 エ．3分52秒
オ．4分27秒 カ．5分11秒
問5 操作3で、二酸化マンガンを加えてから発生した酸素は、30秒後には50cm3に、1分後には81cm3になりました。
（1）実験開始直後から30秒間に発生する酸素の体積は、実験終了直前の30秒間に発生する酸素の体積のおよそ何倍になりますか。
（2）（1）のようになるのはなぜですか。その理由として適するものを、次のア～エから1つ選びなさい。
ア．発生した酸素の中に水蒸気が混ざってしまうため
イ．酸素が発生するにつれて、過酸化水素水がだんだん濃くなっていくため
ウ．酸素が発生するにつれて、過酸化水素水がだんだん薄くなっていくため
エ．二酸化マンガンが反応しにくくなるため
問6 酸素はものを燃やすために必要な気体です。炭を完全に燃やすと、気体Ⅹが発生します。
（1）大気中の気体Ⅹの増加によって生じる環境問題を、次のア～オから1つ選びなさい。
ア．酸性雨 イ．地球温暖化 ウ．地盤沈下 エ．オゾン層の遠
オ．光化学スモッグ
（2）燃やしても気体Ⅹが発生しないものを、次のア～オから1つ選びなさい。
ア・ガソリン イ．紙 ウ．ろうそく エ．アルコール オ．スチールウール
（3）気体Ⅹを満たした500cm3のふたつきのビンがあります。重さを量ると、110．8gでした。ふたを開けて水を満たし、ふたをして重さを量ると609.7gでした。次にふたを開けて水を捨て、ビンを乾
かしてからふたを閉めて重さを量ると110．42gでした。気体Ⅹの1cm3の重さは空気のそれの何倍ですか。なお、水1cm3の重さは1gです。
（4）（3）の空気は、ちっ素と酸素が体積比4：1で混合した気体です。また、同じ体積のちっ素と酸素の重さの比は7：8です。気体Ⅹの1cm3の重さは酸素のそれの何倍ですか。
【解説と解答】
問1 過酸化水素水はオキシドールですから、消毒薬です。
（答え）エ
問2 酸素は、燃料電池の原料として利用されます。
（答え）ア
問3 二酸化マンガンは触媒ですから、過酸化水素水がふれる面積が広いほどよく発生します。
したがって過酸化水素水の濃度を濃くするか、二酸化マンガンを増やせば良いことになります。
（答え）ア、イ
問4
操作1は449秒で98cm3の酸素。操作3は92秒で100cm3
449÷5＝89.8秒 89.8×$$\frac{100}{98}$$＝91.6秒ですから、時間はほぼ、二酸化マンガンと酸素の量に比例しています。
したがって449×$$\frac{2}{5}$$××$$\frac{97}{98}$$≒178ですから、ウの3分04秒が近い値になるでしょう。
（答え）ウ
問5
（１）最後の32秒で出た酸素は100－81＝19cm3ですから、50÷19＝2.63･･･≒2.6倍になります。
（答え）2.6倍
（２）酸素が出る量が減るのは、過酸化水素水が酸素を出して薄くなるからでうｓ。
（答え）ウ
問6
酸素でものを燃やして発生するのは二酸化炭素です。
（１）したがって温暖化が問題になります。
（答え）イ
（２）炭素がないものを燃やしても二酸化炭素はできません。この場合はスチールウールです。
（答え）オ
（３）最初500cm3の二酸化炭素がありました。この重さとびんの重さの合計が110.8gです。
ここに水を500cm3入れると、500g増えます。
空気＋びん＝110.42
水＋びん＝609.7g
二酸化炭素＋びん＝110.8g
水は500g入ったので、びんの重さは609.7－500＝109.7g
二酸化炭素の重さは110.8－109.7＝1.1g
空気の重さは110.42－109.7＝0.72g
1.1÷0.72＝1.527･･･≒1.5倍
（答え）1.5倍
（４）空気中の体積比が窒素：酸素＝4：1 同じ体積の重さの比が窒素：酸素＝7：8ですから、空気中の重さの比は窒素：酸素＝4×7：1×8＝28：8＝7：2
ある体積の空気の重さを1とすると、二酸化炭素は1.5 酸素は$$\frac{2}{9}$$×5＝$$\frac{10}{9}$$
1.5÷$$\frac{10}{9}$$＝1.35≒1.4倍
（答え）1.4倍
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