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Chemistry Senior High

(3)の問題で、赤い線を引いたところ2つを足したものと青い線を引いたところを🟰にして考えるのかなと思いましたが、加えた硫酸は(1)のアの式をつくる際に、反応に直接関係しないからイオン反応式の時点ではカリウムと同様に書かれていないことや、(6)の問題文にもあるように溶液を酸性... Read More

常温常圧で無色の固体 124 正確な濃度のシュウ酸標準溶液を用いて過マンガン酸カリウム水溶液の濃度を求め,その過マンガン酸カリウム水溶液を用 いて過酸化水素水中の過酸化水素 H2O2 の濃度を求めることができる。 純粋なシュウ酸二水和物(COOH)2・2H2O0.630g を蒸留水に溶かしてメスフラスコに入れ, 蒸留水を加えて100.0mLにした。 このシ ュウ酸水溶液10.0mL をホールピペットでコニカルビーカーに取り, 9.00mol/L 硫酸 5.00mL を加えて (a) 60℃まで温め, (b) 濃度未知の 過マンガン酸カリウム水溶液で滴定したところ, 9.80mL を要した。 濃度未知の過酸化水素水 10.0mL をホールピペットで取ってメスフラスコに入れ, 蒸留水で薄めて全量を 100.0mLとした。 この 過酸化水素水 10.0mL をホールピペットで取り, 9.00mol/L 硫酸 5.00mL を加えて先の過マンガン酸カリウム水溶液で滴定すると, 9.45mL を要した。 無色透明な液体 なお, 原子量はH=1.0,C=12.0, 0=16.0 とし, 数値は有効数字3桁で答えよ。 (1) 次の文章中の に適する化学反応式を入れよ。 硫酸酸性における過マンガン酸カリウムとシュウ酸との反応を化学反応式で書くと(ア)となる。 過酸化水素水は、 過マン ガン酸カリウムのような強い酸化剤に対して, 電子を与えるはたらきをする。 硫酸酸性における過酸化水素と過マンガン酸カリ ウムとの反応を化学反応式で書くと(イ)となる。 (2) 滴定の終点は,どのような色の変化でわかるか。 (3) 下線部(b)の滴定の結果から,過マンガン酸カリウム水溶液のモル濃度を求めよ。 (4) 下線部(c) の過酸化水素水について、薄める前の① モル濃度, ②質量パーセント濃度を求めよ。 ただし,水溶液の密度は 1.00g/cm² とする。 (5) 下線部(a)について, 溶液を温める理由を簡単に説明せよ。 (6)この実験では溶液を酸性にするのに硫酸を用いているが,塩酸や硝酸を使用すると正しい結果が得られない。この理由を60字 程度で説明せよ。 (香川大改)

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Physics Senior High

(シ)で直列(問題の図4)と並列(問題の図5)の時のコンデンサーに蓄えるエネルギーを比較しているのですが(シ)の解説で0<ω^2LC<2の時とあるのですがどうしてこの範囲になるのか分かりません。 ω^2LCが2より大きい値を取った時は考えないのでしょうか? 出典:難問題の... Read More

Chapter 1 電磁気 Section 4 交流と荷電粒子の運動 192 例題 35 交流回路② 以下の空欄(ア)~(シ)にあてはまる式または語句を解答用紙の該当す る欄に記入せよ。 また, 空欄(a), (b)にあてはまる答えを図3から選び、 その番号を解答用紙の該当する欄に記入せよ。 る。したがって、同じ電圧振幅 V を発生する交流電源に接続するとき, コンデンサーが蓄えるエネルギーの最大値は直列接続の場合( [J] であり, 並列接続の場合(ク) 〔J〕 である。 また, コイルが蓄え るエネルギーの最大値は、 直列接続の場合は) [J] であり,並列 接続の場合は) [J] である。 並列接続の場合, コンデンサーが蓄 えるエネルギーの最大値とコイルが蓄えるエネルギーの最大値が等 しくなるのはω=)〔rad/s〕のときである。 コンデンサーから放射される電磁波の強さは, コンデンサーが蓄積 するエネルギーに比例するとしよう。 交流電圧源の電圧振幅 Vo を一 として、交流電圧の角振動数を変えて電磁波の放射エネルギーを大 きくしようとするとき, コイルとコンデンサーの直列接続と並列接続 とを比較するとシン) 接続のほうがより強く電磁波を放射すると考 えられる。 図1に示すように, 電気容量がC〔F〕] のコンデンサーを角振動数ω [ rad/s ] の交流電圧を発生する電圧源に接続する。 回路には時間を [s] として,図2に示すようなIo cos wt 〔A〕 の交流電流が図1の矢印の 向きを正として流れる。 t=0s でコンデンサーの電圧は0Vで,コンテ ンサーの蓄える電荷はOCであった。 交流電流が流れることによって 時刻に図1のコンデンサー上側の極板が蓄える電荷は) [C]で あり、コンデンサー両端の電圧は() [V] である。この交流電圧 はコンデンサーの極板間に,時間的に変動する電界を作る。 変動する電界付近には, 変動する磁界が発生する。 図2の0<t< / 200の間では,コンデンサーの極板間の電界の向きは図3の(a) の向きである。この向きの電界の時間変化率は0<t < π/20 の間で正 であり、この間に変動する電界は、コンデンサーの上側極板に流れ込 む電流が,そのままコンデンサーの極板間を流れるものと考えた場合 に発生する磁界と,同じ向きに磁界を発生する。 したがって,0<t <π/20の間にコンデンサー周囲に発生する磁界は図3(b)の向 きである。 この磁界の周りには、変動する電界がさらに発生する。 こ うして、コンデンサーの周りには、次々と変動する磁界と電界が発生 し、周りの空間に伝えられる。 これが電磁波である。 光の速さをc[m/ s] とすると,このコンデンサーから放射された電磁波の波長は(ウ) [m〕 と計算される。 コンデンサーから電磁波を発生させるとき, コンデンサーとコイル を接続した回路がよく用いられる。 電気容量C [F] のコンデンサーと 自己インダクタンスL [H] のコイルを,図4のように直列接続する場 合と,図5のように並列接続する場合を比較しよう。図4の直列回路 I cos at 〔A〕 の交流電流が流れるとき, 電圧源が発生する電圧の振 幅は国〔V〕である。 一方, 図5の並列回路のコイルとコンデンサー Vosin at 〔V〕 の電圧を加える場合には, コンデンサーに流れる電流 の振幅は(オ) [A], コイルに流れる電流の振幅はカ) [A] であ 図 1 考え方の キホン 電流 415 図4 電流 [A] Io 0 -10 2ω ② 3 w2w 図2 図5 2x 時間 t(s) コンデンサー -0 電流 図3 (同志社大) 交流で電圧や電流を求める場合、 普通は,振幅(最大値) と位相を 別々に処理すればよい。 振幅はオームの法則から求め、位相はπ/2 だけ進むとか遅れるとかを判断し, cot+π/2とかwt-π/2とかとすればよい。ただ この問題では、設問の順序からみて、 微分や積分を用いて解答するのが、出題者 の意図であろう。 1-4 交流と荷電粒子の運動 電磁気 193

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