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Physics Senior High

できる範囲で教えていただきたいです

図1のようにx軸上の点A(a, 0, 0)に正の点電荷+2Qが,点B(-α, 0, 0) に負の点 電荷Qが固定されている。 以下の問いに答えよ。 ただしaは正の定数, クーロンの法則の 比例定数をk,電位は無限遠を0とする。 重力の影響, 空気抵抗, 摩擦は無視してよい。 ONE 5SOS- B(-Q) ・a 0 図 1 (1) x軸上の電場は位置により異なる。 電場の向きがx軸上で正になる区間と, 負になる区間 をそれぞれ求めよ (ただし, 点電荷のある x=a と x = α については考えなくてよい)。 また, x軸上で電場の強さが0になる x座標を求めよ。 (2) x軸上での電位Vx を位置xの関数として表せ (絶対値を用いて1つの式で表すこと)。 ま た, そのグラフの概形を解答用紙の所定の部分に描き, Vx = 0 となる x座標と, 極値があれ ば極値のx座標を求めよ。 (3) xy平面上で電位が0となる図形の式を求め、 そのグラフを解答用紙の所定の部分に描け。 -1- A(+2Q) a (4) yz 平面上の任意の点(0, y, z) での電位を表す式 Vyz を求めよ。 またyz 平面上での等 電位線として,最も適切な概略図を次の(ア)~ (カ)から選び,記号で答えよ。ただし,隣り合う 等電位線の電位差は一定であるとする。 Dagen (7) 2 (1) z (ウ) 20 2a 2a 0 2 -2aa0 -2a -2a- (カ) 2a a a 2a (エ) tary 2a y -2a-a 2a -2a- (5) x軸上で,負方向に十分離れた位置に、質量がm, 大きさがで符号が分からない点電荷 Pを置いたところ, Pは原点Oに向かって動きはじめた。 Pはx軸上だけを動くものとする。 (a) 点電荷Pの符号を答えよ。 (b) 点電荷Pはどこまで原点Oに近づくか。 そのx座標を答えよ。 (c) 点電荷Pが動きはじめてから, 原点Oに最も近づくまでの間の, 速さが最大になるx 座標と, 速さの最大値を求めよ。 - 2-

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Chemistry Senior High

3番と4番がこのような答えになる根拠を教えてください、お願いします。

14 次の文章を読み, 問に答えよ。 中和滴定の終点を確認する方法去には, pH メーターによる測定や電気伝導度測定などの電気的な方法, また, 指示薬の呈色変化 を用いる方法がある。ここでは, 中和滴定に用いる指示薬について考える。 中和滴定に用いる指示薬は, 一般に弱酸または弱塩基としてはたらく有機化合物が用いられる。いま, ある弱酸の指示薬を HIn で表すと, 弱酸 HIn は水溶液中で電離し, 化学平衡の状態を生じる。その電離平衡定数をKinとする。 (1)弱酸の指示薬 HIn は次のように電離する。HIn こ H* + In- このときの電離平衡定数K,,を, mol/Lを単位とするそれぞれのモル濃度[H*], [In], [HIn]で表した式を答えなさい。 (2)指示薬のイオン In-および分子 HIn はそれぞれ特有の色をもち,指示薬を加えた溶液の水素イオン濃度を帰ると, 溶液の色 が変化する。指示薬のイオン In-と分子 HIn の濃度において, 一方が他方の約10 倍はなると,溶液は多く存在する方の化 学種の色を示す。このことより, 指示薬の変色域の幅を pHで表すと, およそいくっになるか。整数値で答えよ。 (3)指示薬としてメチルオレンジを考える。HInや In"はどのような色を示すと考えられるか。 (4)弱酸の指示薬 HIn を用いて滴定した。指示薬の全濃度を Cinとすると, Cinは, [HIn]や[In°]を用いて, どのように表すこ とができるか。 (5)0.030 mol/Lのある弱酸の指示薬 HIn(Kj,=2.0×1010 mol/L) 0.10mL を用いて滴定したところ,溶液全量が100.mL となったところで呈色した。このときの pHを小数第一位まで求めなさい。なお,呈色は溶液中の[In']が 5.0×10-6 mol/L となったときに生じるものとする。 生

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Chemistry Senior High

問3から問6まで全て解説して頂きたいです。

2 3(配点 23点) 3 問3 空欄 あ い に適する式を記せ。 硫酸を加えて酸性にしたシュウ酸水溶液にニクロム酸カリウム水溶液を加える と、気体が発生する。 この反応をイオン反応式で記せ。 問 5 次の文を読み,問1~問6に答えよ。 酸化還元反応では, 物質の間で電子の授受が起こる。このとき,電子を受け取る物質 過酸化水素 H.Ozは, 酸化剤としても還元剤としてもはたらく。硫酸を加えて酸 性にしたヨウ化カリウム水溶液に過酸化水素水を加えると, 溶液は褐色になる。こ の反応を化学反応式で記せ。(イオン反応式は不可) を酸化剤、電子を失う物質を還元剤という。代表的な酸化剤には,過マンガン酸カリウ ムKMnOやニクロム酸カリウム K:Cr:O;/があり,代表的な還元剤には、シュウ酸 H.C.O,やヨウ化カリウム KIがある。これらが酸化剤または還元剤としてはたらくし 河川や湖沼の水質を表す指標のひとつに COD(化学的酸素要求量)がある。 COD は,試料水1Lあたりに含まれる有機物などの被酸化性物質を酸化分解する きの変化は,次の(i)~ (v)式で表される。 のに要する酸化剤(過マンガン酸カリウムまたは二クロム酸カリウム)の量を酸素の 量(mg]に換算して表したものである。 MnO, + あ - → Mn?+ + い Cra0,?- + 14H* + 6e- 2Cr°* + 7H0 COD について, 次の(1), (2)に答えよ。 H.C,O。 2CO。 + 2H+ + 2e~ *……(価) (1) 酸性の溶液中で酸素が酸化剤としてはたらくときの変化は, 次の(v)式で表さ れる。 21 → + 2e- …iv) O2 + 4H* + 4e~ → 2H,0 1.0 mol のニクロム酸イオンが受け取る電子と等しい量の電子を受け取る酸素 の物質量は何mot か。 四捨五入により有効数字2桁で記せ。 問 1 次の(1),(2)の化合物中の下線を引いた原子の酸化数を記せ。 (2) K.Cr.O (2) ある試料水100mL 中の有機物を酸化分解するのに, 2.50×10-3mol/L の二 問2 次の(ア)~ (カ)の反応のうち, 酸化還元反応でないものを二つ選び, その記号を記 クロム酸カリウム水溶液が3.0mL 必要であった。 この試料水の COD は何 せ。 し (ア) CH, + 202 → C02 + 2H.0 mg/L か。四捨五入により有効数字2桁で記せ。ただし, 原子量はO=16とし, 試料水には有機物以外の被酸化性物質は含まれないものとする。 イ) 2FeCls + SnClz → 2FEC12 + SnCl, 例 Cu + 2H.SO。 CUSO, + 2H.0 + SO2 エ)) NasSOs + H.SO。 → Na,SO。 + H:0 + SO2 ) Cla + 2KBr Brz + 2KC1 Naz C.O, + CaCl。 → CaCO,+ 2NaC1 - 44- - 43 -

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