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化学 高校生

1番下の3番の問題の解き方が分かりません。 計算が入ってくるでしょうか…?

[13 次の文を読み, 問1~4に答えよ。 1個の陽子と 12C の原子核は, [ 一方で, 一個の中性子からなっている。 1個の中性子を含む14Cは放射性同位体であり、地球に降り注 ぐ放射線(宇宙線)が大気中の14Nと反応して生成する。 通常、動物や植物など の生物は体内に大気中と同じ割合の14Cをもつが, 生命活動が停止すると外界 から14Cを取り込めなくなるので,当初の物質量に関係なく 14Cの物質量は一 定の割合で減少していく。 放射性同位体が放射性崩壊によって,元の半分の物 質量になるのに要する時間を半減期といい, 有機物試料中の14Cの割合を調べ ることで試料の年代を調べることができる。 (1)ac に該当する数字をそれぞれ答えよ。 (2) 右図は,ある放射性同位体の崩壊を表し たグラフである。縦軸は崩壊せずに残存し ている原子の割合, 横軸は時間 [日] である。 この放射性同位体の半減期として最も適す るものを ae から選べ。 [%] 100- 原残 80 原残80- 残存している 60- 40- a.1日 b. 2日 c. 3日 20- d. 4 B e. 5日 0+ 0 (3) ある地層から発見された樹木中の14Cの 割合は,大気中の14C の割合の1/3になってい 72 4 6 810 〔日〕 時間 た。 この樹木は 年前まで生育していたと考えられる。 に該 当する数字を答えよ。 ただし, 14Cの半減期を5730年とし, 大気中の14Cの 割合は一定とする。

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化学 高校生

マススペクトルについてこの図が示しているのがどういったことなのか、説明を読んでも分からなかったので教えて頂きたいです。 よろしくお願いいたします。

質量分析法 (マススペクトル) 次の文を読み,問1,2に答えよ。 ただし,原子量はH=1.0, C=12,0=16, F = 19, P =31 とする。 <神経ガス > タブン (1937年),サリン (1938年), ソマン (1944年)は,第二次世界大戦中にドイツで開発 された化学兵器 (神経ガス)である。 しかし、終戦のため実戦で使用されることはなかった。神 経ガスは合成のための設備が比較的簡単なため、核兵器に比べ, 多くの国で作られている。現 在ではこれらの化学兵器は世界各地で合成貯蔵されており,その廃棄が国際問題となってい る。 (b) (a) CH-CH2-CH2-CH2-CH2-CH3 43 B 29 39 15 130 20 30 53 2 40 10 50 図1-1 - (A) 0 CH 3 CH-P-O-CH 次に図1-2(A)に神経ガスのサリンの構造式, (B)にそのマススペクトルを示す。 ヘキサンのマススペクトル 60 _6971 70 80m/z CH3 <質量分析法> 化学物質の同定には,質量分析法が用いられる。 同定したい分子に高エネルギーをもたせた 電子を衝突させてイオン化し,さらに, 化学結合を切断することによって, いくつかの断片 (フ ラグメント)が得られる。 イオン化した分子量と同じ質量数(m) をもつ分子を親ピーク (分子ィ オンピーク), 親ピークより質量数の少ないピークをフラグメントとよぶ。 また, 信号強度の最 も強いピークを基準ピークという。 これらのイオン化した分子やフラグメントの質量数を横軸, 信号強度(イオン量)を縦軸にとったものがマススペクトルである。これらのパターンから分子 が同定される。 なお,電荷数 (z)は1をとることが多く, フラグメントに1価だけが観測され る場合,m/zはmと同じ数値になり,各フラグメントの質量数と一致する。 本問題では z=1 のみとする。 例として, 図1-1 (A)にヘキサンの構造式, (B)にそのマススペクトルを示す。 親ピークは m/z= 86, 基準ピークはm/z=57である。 下記の図に示すように,m/z=71は結合(a)が切断 され,メチル基 (-CH) が脱離したフラグメント, m/z=57は結合(b)が切断され,エチル基 (-CH2CH)が脱離したフラグメントである。 (B) 信号強度 F 99 L (2) 43 81 125 1 (1) 147 67 199 - 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240m/z 図 1-2 サリンのマススペクトル

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化学 高校生

黄色でマーカーを引いた部分についてなのですが、なぜ弱酸性だと亜鉛が腐食しやすいのかが分からないです。 教えて頂きたいです。よろしくお願いいたします。

の大小 きい順に S S I イ : 03 ココ:26 ウ : 09 サ: 07 エ: 08 シ:28 オ:12 カ:14 キ:17 :20 【解答】 ア : 02 ケ:22 【解説】 ボルタ電池は1800年に発明された電池で, (一) Zn|H SO&aq|Cu(+)で構成される。理論 上の起電力は 0.76Vであるが, 放電開始直後は, 正極表面の酸化銅(II)が反応するため、ダニ エル電池と同じ 1.1Vである。 ボルタ電池はしばらく放電すると、 電圧が急激に低下する。こ の現象は、かつて H2 も分極とよばれている。 →2H++ 2e の逆反応が起こることで説明されたことから、現在で 1836年に発明されたのがタ HOS O エル電池である。(一) ZnZnSO4aq | CuSO&aq/Cu (+)で構 成され、起電力は1.1Vである。 正極では銅(II) イオンが還元され, 水素は発生しないので、 分極は起こらない。 (3) 0002 1868年に発明されたのがルクランシェ電池で, (一) Zn | NH4Cl aq | MnO2(+) で構成され、 起電力は1.5Vである。 負極ではZn. → Zn2+ [Zn (NH3)4] 2+ と進むことで酸化反応が 起こりやすく保たれる。 正極では MnO2が酸化剤 (正極活物質)としてはたらくため、 水素が発 生せず,分極は起こらない。 01X60.8 ルクランシェ電池を改良したものがマンガン乾電池で, (一)Zn|ZnCle aq | MnO2(+)で構成 されるが, 電解液に少量の NH4CI を混ぜたものも用いられている。 起電力は1.5Vで水が反 応で消費されるため, 液漏れが起こりにくくなっている。 (-) Zn + 2 H2O → Zn (OH)2 +2H+ + 2e_ (+) MnO2 + H2O + e → MnO (OH) + OH¯ (全体) Zn + 2 MnO2 +2H2O Zn (OH)2 + 2 MnO (OH) 入試では,ルクランシェ電池とマンガン乾電池を同一のものとして出題されることもある。 マンガン乾電池を改良したものがアルカリマンガン電池で, (一) Zn | KOH ag | MnO2 (+)で 構成され, 起電力は1.5Vである。 (一) Zn + 2 OH¯ → ZnO + H2O + 2e ← MnO (OH) + OHT (+) MnO2 + H2O + e. ルクランシェ電池やマンガン電池は電解液が弱酸性のため、負極の亜鉛が腐食しやすいとい う欠点があり、これを克服するために塩基性の電解液にして, 長寿命にしている。さらに,亜 鉛を粉末にしていることなどにより, 電流が流れやすく, 大電流を取り出しやすいという利点 もある。 -252-

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化学 高校生

この文章のfとgの部分が分かりません。詳しく教えてもらえると嬉しいです。

次の文を読んで問いに答えよ。 原子核を構成する陽子の数をその元素の原子番号)といい, 陽子と中性子の数 の和を(質量数)という。 天然に安定に存在する炭素には、(イ)が12のC] と(イ)が13 [123C]の2種類がある。 このように(ア)が等しく, (イ)の異な る原子を,互いに同位体)であるという。(ウ)の化学的性質はほぼ等し い。 天然に安定に存在する水素には]HとHの2種類, 酸素には(イ)が16 17 18 の [10] 101[180]の3種類の(ウ)が知られている。このような複数の ( c[ ウ)の組み合わせを考慮すると,水は ( 9 )種類の水分子の混合物と考えられる。 炭素の(ウ)のうち, [ 'C] は放射線 (3線)を出して [17] へと変化する 14 14 力(放射性同位体あり,天然には極微量しか存在しない。[f]は宇宙線による原子 核反応により地球の上層大気中でたえず生成しているので,その存在比は、時代や地域 にかかわらず,大気中ではほぼ一定である。 生物体中の [f]の存在比は,生きている 間は大気中のそれと同じであるが, 生物が死滅すると外界からの供給が断たれるので, 時間の経過とともに指数関数的に減少していく。 したがって, [f] の存在比から生物の 生存していた年代が推定できる。

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