☆問題のみはこちら→無機化学に関する現象や技術（問題）
①宇宙に最も多く存在する元素は？
→水素
※地球上での存在率はそれほど高くない（約0.9％）。
②金属の溶接や石英などの加工には、高温の炎が必要となる。この高温の炎を作るために、酸素に混ぜるものは？
→水素
※酸水素炎といい、約2500℃となる。
③水素と塩素の混合気体に光を当てるとどうなるか。
→爆発的に化合し塩化水素になる。
④地殻中に存在する40Kの一部は、原子核が電子を1つ取り込み、その電子と陽子が結合して中性子となる特殊な核反応を起こす。これによって生じる原子は何か？
→アルゴン
※カリウムの原子番号は20、アルゴンの原子番号は19である。これが、アルゴンの存在率が他の希ガスに比べて飛びぬけて大きい理由である。
⑤あらゆる物質の中で最も低い沸点をもつ物質は？
→ヘリウム
⑥白熱電球に封入されているものは？
→アルゴン
※金属の酸化を防ぎ、電球の寿命が延びる。
⑦ガラスにメモリを刻んだり、曇りガラスの製造に利用されている物質は？
→フッ化水素酸
※フッ化水素酸は、ガラスの主成分である二酸化ケイ素を溶かす。
⑧地殻中に最も多量に含まれる元素は？
→酸素
⑨過酸化水素の約3％水溶液は何に使用されるか。
→消毒薬（オキシドール）
⑩水産練り製品や茹でめんなどの殺菌に使われている水溶液は？
→過酸化水素水
⑪オゾン層において、オゾンの濃度が一定に保たれるのはなぜか。
→O2が紫外線を吸収してOに分解し、他のOと結合してオゾンが生成する。他方で、オゾンは紫外線を吸収して分解し、O2に戻るから。
⑫フロンは紫外線を受けるとあるものを生成し、それがオゾン層破壊の原因となる。それは何か。
→塩素原子
※1個の塩素原子が、数万個のオゾン分子を連鎖的に破壊する。
⑬代替フロンの1つとして、ある元素を含まないフロンがあるが、その元素は何か。
→塩素
⑭ある程度の深さがある池や湖は、かなり寒くなっても底までは凍結しない。それはなぜか。
→氷はすき間が多く、中に含まれた空気によって熱が伝わりにくい。したがって、水面にできた氷の下の水の温度は低下しにくくなるから。
⑮水の比熱が大きい理由は？
→水の温度上昇は水素結合を切りながら行わなければならないから。
⑯硫化水素は強い還元作用をもつので、漂白作用は強い。しかし、ふつう漂白剤に硫化水素は使われない。それはなぜか。
→単体の硫黄が遊離して汚してしまうから。
⑰絹や羊毛などの漂白剤に用いるものは？
→二酸化硫黄
※穏やかな漂白作用なので、動物性繊維の漂白に用いられる。ちなみに、塩素による漂白は色素分子そのものを破壊してしまうので、絹や羊毛は傷んでしまう。
⑱水道水の脱塩素剤（カルキ取り）に用いられる物質は？
→チオ硫酸ナトリウム
※チオ硫酸ナトリウム（チオ硫酸イオン）は還元剤である。
⑲酸性雨の原因物質は？
→SOx, NOx
⑳空気から酸素を取り除いた気体と、純粋な窒素では、どちらの密度が大きいか。
→空気から酸素を取り除いた気体
※アルゴンなどの不純物を含むから。
㉑一酸化ニ窒素と酸素の混合気体は何に用いられているか。
→全身麻酔剤
㉒光化学スモッグの原因物質は？
→二酸化窒素
㉓食肉の鮮赤色を保持するための発色剤として用いられている物質は？
→亜硝酸ナトリウム
※鉄(Ⅱ)イオンが鉄(Ⅲ)イオンに酸化されるのを防ぐ。ただし、発がん性の高い物質を生成する危険性がある。
㉔油で揚げたスナック菓子の袋には窒素が充填されているが、それはなぜか？
→油が酸化されるのを防ぐため。
㉕マッチの側薬として用いられているのは黄リンか赤リンか。
→赤リン
※黄リンは、皮膚に触れるとやけどを起こし、蒸気を吸うと骨が侵されるほど、危険な物質である。
㉖植物が土壌から吸収し、不足しがちな元素を3つ（肥料の三要素）を答えよ。
→N、P、K
㉗ダイヤモンドはなぜ硬いのか。
→結晶中のすべてのC原子が等価で対称性の高い結晶構造をとっているから。
㉘天然物で最も熱伝導率が高い物質は？
→ダイヤモンド
※銅の5倍、銀の4.7倍
㉙黒鉛はなぜ外力を加えると層状にはがれる（へき開性がある）のか？
→黒鉛の結晶は、正六角形の平面網目構造が弱い分子間力で積み重なってできており、外力を加えると各層は容易にずれをおこすから。
㉚黒鉛はなぜ電気をよく通すのか。
→各炭素原子の3個の価電子が共有結合に使われ、残る1個の価電子が、結晶内を動くことができるから。
㉛脱臭剤・脱色剤として利用される活性炭は、1gで1000～2000㎡の表面積をもつ。これはなぜか。
→活性炭の内部に無数の小孔が存在しているから。
㉜アルカリ金属を添加することで超伝導性（電気抵抗が0）をもつ炭素の同素体は？
→フラーレン
㉝ケイ素の200倍以上の電導度が測定され、次世代の半導体材料として期待されている、黒鉛のシート1層分を何と言うか。
→グラフェン
㉞血液中の赤血球にあるヘモグロビンという色素は、酸素と結びついて、酸素を体組織へ運ぶ役割をしている。ある気体は、このヘモグロビンと、酸素の200倍以上強く結びついて、ヘモグロビンが酸素を運ぶ量を減少させ、体組織を酸欠状態にしてしまう。この気体は何か。
→一酸化炭素
㉟ドライアイスを使用する際に気をつけることは？
→二酸化炭素が危険濃度（5％以上）を超えないように十分な換気をする。
㊱ドライアイスが昇華するときは、発熱するか、吸熱するか。
→吸熱
※冷却剤として使用されている。
㊲ケイ素の単体は地球上に存在するか。
→存在しない。
※ケイ素はCよりも陽性が強く、酸素と結合しやすい。
㊳炭化ケイ素（カーボランダム）は何に使用されているか。
→研磨剤
㊴半導体は、高温になると電導性は大きくなるか小さくなるか。
→大きくなる。
※金属は小さくなる。
㊵二酸化ケイ素を成分とする鉱物の名前は？
→石英（または水晶）
㊶石英の風化などで生じた二酸化ケイ素成分の多い砂を何と言うか。
→ケイ砂
㊷二酸化ケイ素は化学的に安定で、ほとんどの試薬とは反応しないが、二酸化ケイ素を融解できるものを2つ挙げよ。
→フッ化水素酸、水酸化ナトリウム（炭酸ナトリウム）
㊸ケイ酸ナトリウムに水を加えて耐圧鍋の中で熱すると、無色透明で粘性の大きな液体が得られる。これを何と言うか。
→水ガラス
㊹水ガラスは何に利用されるか。
→陶器、接着剤など
㊺水ガラスの水溶液に塩酸を加えると何ができるか。
→ケイ酸
㊻ケイ酸を水洗後加熱して乾燥させると何ができるか。
→シリカゲル
㊼シリカゲルは何に用いるか。
→乾燥剤、吸着剤
㊽アスベスト（石綿）は何イオンが鎖状に連絡してできたものか。
→ケイ酸イオン
㊾ケイ砂やケイ酸を含む粘土などを高温処理してつくられる固体を何と言うか。
→セラミックス
※陶磁器、ガラス、セメントなど。これらをつくる工業を窯業という。
㊿アルミノケイ酸塩の風化で生じる微細な粉末を何と言うか。
→粘土（さらに風化が進んだ状態を陶土（カオリン）という）
51 セラミックスのうち、高度に精製されたり、人工合成された材料を用いて、焼き固めるときの温度や時間などを厳密に制御してつくられたものを何と言うか。
→ファインセラミックス（ニューセラミックス）
52 一般的な光ファイバーは高純度の二酸化ケイ素（石英ガラス）でできている。それはなぜか。
→光の透過率が高いから。
※石英ガラスのほかにもポリメタクリル酸メチルが用いられることがある→合成高分子化合物知識テスト
53 CDやDVDによる記録のほかにもや再生には、物質のある2つの状態のレーザー光の反射率（光の屈折率）の違いを利用している。その状態とは何と何か。
→結晶（固体）とアモルファス
54 CDやDVDにおけるデータの消去は、物質のある状態をある状態へ変化させればよい。どの状態からどの状態へ変化させるか。
→アモルファスから結晶へ変化させる。
55 日常生活の中で最も多量に使われているガラスであるソーダ石灰ガラスの原料を3つ答えよ。
→二酸化ケイ素（ケイ砂）、炭酸ナトリウム、石灰石（炭酸カルシウム）
56 セメントの原料を4つ答えよ。
→酸化カルシウム（石灰石の分解によって生じる）、二酸化ケイ素（粘土とケイ石）、酸化アルミニウム（スラグ）、酸化鉄(Ⅲ)（スラグ）
57 セメント、砂、砂利を1：2：4程度の割合で混ぜて水で練って固めたものを何と言うか。
→コンクリート
58 花火は何という現象により発色するか。
→炎色反応
59 水酸化ナトリウムは苛性ソーダともいい、皮膚や粘膜などを激しく侵す。これは、タンパク質の何結合や、油脂の何結合を切断するからか。
→タンパク質のペプチド結合、油脂のエステル結合
60 炭酸水素ナトリウムは胃酸が過多になったときの胃腸薬として使われる。それはなぜか。
→炭酸水素ナトリウムは水中で弱塩基性となり、胃酸つまり塩化水素と中和するから。
61 昔から食品の貯蔵に多量の食塩が使用されてきたが、食塩そのもには微生物を殺す力はない。では、食塩はどのような働きをして、微生物の繁殖を抑えているのか。
→浸透圧の作用により、食品中の水分を減少させて、微生物の繁殖を抑えている。
62 石灰石や大理石の主成分は？
→炭酸カルシウム
63 生石灰は水を加えると、発熱するか、吸熱するか。
→発熱する。
※発熱剤に利用されている。
64 漆喰は水酸化カルシウムが用いられており、空気に触れると水酸化カルシウムは、何かに変化して固まる性質を利用している。何に変化するか。
→（二酸化炭素と反応して）炭酸カルシウムに変化する。
65 鍾乳洞ができる過程を述べよ。
→二酸化炭素を含んだ地下水が、石灰岩を溶かすことによって洞窟ができる。
66 さらし粉を水に溶かすと、強い殺菌・漂白作用を示すが、それは何イオンによるものか。
→次亜塩素酸イオン
67 硬水とは何か。
→カルシウムイオンやマグネシウムイオンを多く含んだ水。
68 生活用水・農業用水・工業用水のうち硬水が使用できるものはどれか。
→農業用水
※人間の体細胞はマグネシウムイオンやカルシウムイオンに水和した水分子を利用できない。
※硬水を高温で加熱すると炭酸カルシウムなどが生じ、パイプをつまらせてしまう。
69 焼きセッコウに水を加えると、セッコウとなって固化する。そのとき、ひび割れをおこすことなく、精密な原型の鋳型をとることができるが、それはなぜか。
→焼きセッコウは水を加えることで体積が増すから。
70 消化器のX線検査の造影剤として用いられているものは？
→硫酸バリウム
※胃液（塩酸）に溶けないため。
71 高電圧用送電線には、銅とアルミニウムのどちらを使う方が経済的か。
→アルミニウム
※アルミニウムの電導度は銅の2/3であるが、アルミニウムの密度は銅の1/3であるから。
72 アルミニウムは酸化されやすい金属であるが、その内部までさびることはない。それはなぜか。
→表面に緻密な酸化被膜を生じるから（不動態）
※ちなみに、この酸化被膜は無色透明であるため、肉眼では酸化被膜に覆われているかは判断ができない。
73 アルミニウムの表面に人工的に酸化被膜を厚くつけた製品を何というか。
→アルマイト
74 アルミニウムと銅とマグネシウムなどの合金を何と言うか。
→ジュラルミン
※軽くて強いので、航空機材料として用いられている。
75 アルミニウムと酸化鉄(Ⅲ)の混合物に点火すると、多量の熱が発生し、融解した鉄が生成する。この反応をテルミット反応といい、レールの溶接などに利用されているが、この反応の原理は、アルミニウムのどのような性質によるものか。
→イオン化傾向が大きく、酸化されやすく強い還元性を持っている性質。
76 天然に存在する酸化アルミニウムの結晶は、鋼玉（コランダム）と呼ばれ、ダイヤモンドに次ぐ硬さをもっている。これに酸化クロム(Ⅲ)を含んだものを何と言うか。
→ルビー
77 天然に存在する酸化アルミニウムの結晶は、鋼玉（コランダム）と呼ばれ、ダイヤモンドに次ぐ硬さをもっている。これに酸化鉄(Ⅱ)と酸化チタン(Ⅳ)を含んだものを何と言うか。
→サファイア
78 ミョウバンは、負に帯電している粘土のコロイドを凝析させるのに有効である。それはなぜか。
→ミョウバンを水に溶かすと、アルミニウムイオンを電離するが、アルミニウムイオンは3価の陽イオンであるから。
※コロイドについての知識はこちら→コロイド溶液の知識テスト
79 アルミニウムの製造は、ボーキサイトから製錬するのと、リサイクルするのでは、どちらがエネルギーを節約できるか。
→リサイクル
※ボーキサイトから製錬するときの3％以下のエネルギーでリサイクルすることができる。
80 酸化亜鉛の色は？
→白
※顔料として絵具などに用いられたり、化粧品（ベビーパウダー）に用いられている。
81 イタイイタイ病の原因物質であるカドミウムイオンは、体内であるイオンと置換して骨をぼろぼろにする。置換されるイオンは何か。
→カルシウムイオン
※カドミウムは12族で、カルシウムは2族なので、性質の類似性によりこの現象が起きると考えられている。
82 水銀と他の金属との合金を何と言うか。
→アマルガム
83 銀・スズ・水銀のアマルガムは歯の詰め物として使われた。銀・スズ・水銀のうちもっとも溶け出しやすいものはどれか。
→スズ
※スズが存在している限り、銀や水銀が溶け出すことはほとんどない。
84 鉄板にスズをめっきしたものを何と言うか。
→ブリキ
※缶詰の缶などに用いられる。
85 鉄板に亜鉛をめっきしたものを何と言うか。
→トタン
86 傷がついていないときは、トタンとブリキのどちらが安定であるか。
→ブリキ
※イオン化傾向がスズのほうが小さいから。
87 傷がついているときは、トタンとブリキのどちらがさびやすいか。
→ブリキ
※鉄とスズで局部電池ができ、イオン化傾向の大きい鉄が集中的にイオンとなって腐食が進むから。
88 トタンは傷がついても、鉄の腐食はあまり進まない。それはなぜか。
→亜鉛は鉄よりもイオン化傾向が大きいため、鉄ではなく亜鉛がイオンとなるから。さらに、亜鉛の酸化物が被膜を作って鉄の腐食を防ぐから。
89 銅とスズの合金を何と言うか。
→青銅
90 鉛とスズの合金は何と言うか。
→ハンダ
91 鉛はX線装置や原子炉などで用いられているが、それはどのような能力が大きいからか。
→放射線を吸収する能力
92 鉛は精錬が容易で、加工しやすく、耐食性も大きいので、人類は古くから鉛を利用してきた。しかし、20世紀後半から、鉛製品の使用が規制されるようになった。それはなぜか。
→鉛は体内の骨などに蓄積され、鉛中毒を引き起こすから。
93 鉄にクロムやニッケルを混ぜてつくった合金は何と呼ばれるか。
→ステンレス鋼
94 ステンレス鋼はなぜさびにくいのか。
→クロムやニッケルは、鉄よりも不動態になりやすく、鋼の表面に緻密な酸化被膜が形成されやすいから。
95 少量の銅を含む鋼はさびにくい。それはなぜか。
→鋼の表面が銅の緻密な酸化被膜で覆われるから。
※本州四国連絡橋に使われている。
96 鉄は内部までさびが進行しやすい。それは、酸化鉄(Ⅲ)のどのような性質によるものか。
→触媒作用（生成した酸化鉄(Ⅲ)が触媒となって、さらに反応が進行するのを助けてしまう。自触媒作用という）
97 鋼（少量の炭素を含む鉄）は、乾燥した空気中ではほとんどさびないが、湿った空気中ではかなり速くさびる。それはなぜか。
→鉄を負極、炭素を正極とした電池ができるから（局部電池という）。
※インドのデリー市郊外にある「クップの鉄塔」がさびないのは、特殊な成分を含むからではなく、気候が乾燥しているから。
98 鉄(Ⅱ)イオンを含む水溶液に、ヘキサシアニド鉄(Ⅲ)酸カリウム水溶液を加えると、何が生じるか。また、鉄(Ⅲ)イオンを含む水溶液に、ヘキサシアニド鉄(Ⅱ)酸カリウム水溶液を加えると、何が生じるか。
→ともに濃青色の沈殿（どちらも同じ物質）
※絵具や顔料に用いられている。
99 鉄の赤さびの正体は何か。
→水酸化鉄(Ⅲ)
※水酸化鉄(Ⅲ)の色は赤褐色である。
100 銅の電解精錬で分離される陽極泥はとても貴重である。それはなぜか。
→銀や金を含むから。
101 銅に亜鉛を含む合金を何と言うか。
→黄銅（真鍮とも言う）
※機械部品や楽器などに使われる。
102 銅にスズを含む合金を何と言うか。
→青銅
※銅像、水道器具などに使われる。
103 銅にニッケルを含む合金を何と言うか。
→白銅
※硬貨（50円玉、100円玉）に使われている。ちなみに500円玉には、銅・亜鉛・ニッケルの合金が使われている。
104 銅は湿った空気中に放置すると、青緑色のさび（緑青）を生じる。これは水に不溶で、内部を保護する働きがあるが、近年、溶かされている。それはなぜか。
→酸性雨によって溶かされている。
105 銅イオンを含む溶液は、果樹の消毒に用いられているが、それはどのような性質があるからか。
→殺菌力
106 電気や熱を最もよく導く金属は？
→銀
107 銀は酸素との化合力は弱いが、温泉の煙や自動車の排気ガスによって、黒く汚れてくる。それはなぜか。
→硫化水素とは常温でもかなり速やかに反応するから。
※この汚れは、薄いアンモニア水で拭きとるとよい。
108 銀の化合物の保存方法は？
→褐色ビンで保存する。
※銀の化合物は光によって分解しやすい。
109 硝酸銀の水溶液を皮膚につけると、黒いしみができる。それはなぜか。
→硝酸銀は電離しやすく、電離した銀イオンが、有機物から電子を奪うから（銀イオンのイオン化傾向は小さい）。
110 生成したばかりの銀の微粒子の色は？
→黒
※生成したばかりの金属の微粒子は、結晶格子が完成されておらず、凹凸やすき間が無数にあるため、光を吸収してしまう。
111 チタンの優れた性質を2つ挙げよ。
→耐食性（白金や金とほぼ同等の強さ）、軽金属（軽くて強い、鋼鉄以上の強度で、鋼鉄の約55％の質量）
112 酸化チタン(Ⅳ)にPtを付着させたもの（光触媒）は、有機物（においや汚れのもと）を光分解して何を発生させるか。
→水素
113 融点が最も高い金属は何か。
→タングステン
※発熱電球のフィラメントなどに利用される。
114 ニッケルの合金に水素吸蔵合金というものがある。この合金は水素を吸蔵するときは発熱反応である。では、この合金に水素を吸蔵させたければ、温度を上げればよいか、下げればよいか。
→下げる。
※ルシャトリエの原理で考える。ちなみに水素吸蔵合金はニッケルー水素電池に使われ、ハイブリッドカーの電源として利用されている。
【化学に関する現象や技術】
～参考～
☆化学の解説動画・授業動画一覧（化学基礎・理論化学・無機化学・有機化学・高分子化合物）
☆化学知識一覧（化学基礎・理論化学・無機化学・有機化学・高分子化合物）
☆化学知識テスト一覧（化学基礎・理論化学・無機化学・有機化学・高分子化合物）
☆化学の解説・授業・知識・演習問題一覧（化学基礎・理論化学・無機化学・有機化学・高分子化合物）