2022年浦和明の星の問題です。
５つのビーカーに、５種類の水落液Ａ～Ｅ(食塩水、炭酸水、アンモニア水、うすい塩酸、水酸化ナトリウム水溶液)のいずれかが入っています。どのビーカーにどの水溶液が入っているかを調べたところ、次のようになりました。これに関する各問いに答えなさい。
問１ ＢとＥはそれぞれどの水溶液だと考えられますか。もっとも適当なものを選び、それぞれア～オで答えなさい。
ア．食塩水 イ．炭酸水 ウ．アンモニア水
エ．うすい塩酸 オ．水酸化ナトリウム水溶液
問２ ＣとＤを用いて実験１、実験２を行いました。これに関する（ａ）、（ｂ）に答えなさい。
実験１
① 試験管にＣ4mL とＤ6ｍmLを混ぜた。
② ①の試験管に緑色のＢＴＢ溶液を加えた。
実験１の結果 ・
水溶液の色は緑色になった。
実験２
① 試験管にＣ4mL とＤ6mL を混ぜた。
② ①の水溶液を蒸発皿にすべて移し、加熱して水分をすべて蒸発させた。
実験２の結果
蒸発皿に白い固体0.5gがあらわれた。
(ａ)緑色のＢＴＢ溶液を加えたとき、水溶液の色が黄色になるのはどれですか。すべて選び、ア～オで答えなさい。
ア．Ｃ 3mLとＤ7mLを混ぜた水溶液
イ．Ｃ 5mLとＤ5mLを混ぜた水溶液
ウ．Ｃ 2mLとＤ3mLを混ぜた水溶液
エ．Ｃ 3mLとＤ2mLを混ぜた水溶液
オ．Ｃ 1mLとＤ2mLを混ぜた水溶液
(ｂ)ＣとＤを混ぜた水溶液を加熱して水分をすべて蒸発させたとき、同じ重さの固体があらわれるのはどれですか。2つ選び、ア～オで答えなさい。また、その重さは何ｇですか。
ア．Ｃ 5mLとＤ5mLを混ぜた水溶液
イ．Ｃ 7mLとＤ3mLを混ぜた水溶液
ウ．Ｃ 2mLとＤ3mLを混ぜた水溶液
エ．Ｃ 3mLとＤ2mLを混ぜた水溶液
オ．Ｃ 3mLとＤ1mLを混ぜた水溶液
問３ 鉄片を入れた試験管にＣを加えたところ、泡か出て鉄片は小さぐなりました。しぱらくすると、鉄片は完全に見えなくなりましたｏ見えなくなった鉄片のゆくえについて３つの仮説を立てました。そして３つの仮説を確かめるために、実験３～実験５を行いました。これに関する(ａ)、(ｂ)に答えなさい。
仮説１：鉄片は、泡になって空気中へ出ていき、Ｃの中に存在していない。
仮説２：鉄片は、鉄の小さな粒になり、目には見えないがＣの中に存在している。
仮説３：鉄片は、鉄ではない小さな粒になり、目には見えないがＣの中に存在している。
実験３
①鉄片を入れた試験管にＣを加え、鉄片が完全に見えなくなるまでしばらく置いた。
②Ｃと①で得られた水溶液Ｆをそれぞれ蒸発皿に移し、加熱して水分をすべて蒸発させた。
実験３の結果
Ｃを入れた蒸発皿には何もあらわれなかった。Ｆを入れた蒸発皿には固体Ｇがあらわれた。
実験４
鉄片と実験３で得られたＧに、それぞれ磁石を近づけた。
実験４の結果
鉄片は磁石に引きつけられた。Ｇは磁石に引きつけられなかった。
実験５
① 鉄片と実験３で得られたＧを、それぞれ別の試験管に入れた。
② それぞれの試験管にＣを加えた。
実験５の結果
鉄片を入れたＣからは泡か出たＯしばらくすると、鉄片は完全に見えなくなった。
Ｇを入れたＣからは泡が出なかった。しばらくすると、Ｇは完全に見えなくなった。
（ａ）実験３～実験５から、仮説１が間違っていることがわかります。仮説１が間違っていることがわかる実験はどれですか。１つ選び、３～５で答えなさい。また、仮説１が正しいならば、どのような結果になるはずですか。過不足なく選び、ア～力で答えなさい。
ア．Ｃを入れた蒸発皿とＦを入れた蒸発皿のどちらの蒸発皿にも何もあらわれない。
イ．Ｃを入れた蒸発皿とＦを入れた蒸発皿のどちらの蒸発皿にも固体があらわれる。
ウ．鉄片とＧのどちらも磁石に引きつけられる。
エ．鉄片とＧのどちらも磁石に引きつけられない。
オ．鉄片を入れたＣとＧを入れたＣのどちらからも泡が出る。
カ．鉄片を入れたＣとＧを入れたＣのどちらからも泡が出ない。
（ｂ）実験３～実験５から、仮説２が間違っていることがわかります。仮説２が間違っていることがわかる実験はどれですか。２つ選び、３～５で答えなさい。また、仮説２が正しいならば、どのような結果になるはずですか。過不足なく選び、（ａ）のア～力で答えなさい。
【解説と解答】
問1 Aは泡が出ていたので炭酸水。固体が溶けているのは食塩水と水酸化ナトリウム水溶液。BTBの反応からDが水酸化ナトリウム水溶液、Eが食塩水。Bはアンモニア水、Cが塩酸。
（答え）Ｂ ウ Ｅ ア
問2 実験①でC:D＝2：3で中和することがわかります。酸性になるのはCが多いので、イとエ。（b）では、Dが同じでCがその3分の2以上あればよいことになります。ア～オの条件ではDが3mLでCが2mL以上になればよいのでイとウ。重さは実験2の半分で0.25g。
（答え）（ａ）イ，エ （b）イ・ウ 重さ 0.25
問3 塩酸に鉄を入れたので、塩化鉄になります。実験３で得られた固体Gが塩化鉄です。塩化鉄は磁石には反応せず、塩酸に溶けますが泡は出ません。仮説１はCの中に鉄は存在しないことになるので、これは間違いですが、それを調べた結果としては実験３が正しく、もし仮設１が正しければCにもFにも何も現れないことになります。
仮説2は鉄が残るということですが、もし鉄が残るのであれば磁石に吸い付けられるでしょうし、塩酸に溶かしたとき泡が出なければいけません。
（答え）（ａ）実験 ３ 結果 ア （b）実験 ４・５ 結果 ウ，オ
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