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大学入試難問(物理解答&化学28(金属イオンの系統分析))

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 まずは、前回の物理(光波)の解説からです。

先週の問題 物理(光波)

<問題>

 屈折率がそれぞれn1,n2である媒質1と2が接する境界面で、媒質1の中を進んだ光が入射する。

(1)媒質1と2の中での光の速さをそれぞれv1,v2とするとき、v1,v2,n1,n2の関係式を求めよ。又、全反射を起こすにはn1とn2にはどんな条件が必要か求めよ。

(2)全反射が起こる最小の入射角(臨界角)をi0とする。i0とn1,n2の関係を求めよ。

(3)媒質1の中で境界面から0.630mのところに小さな光源がある。境界面に黒い円板をおいて媒質2に光が入らないようにするための円板の最小半径を求めよ。ただし、媒質1の媒質2に対する屈折率を1.25とする。

<ヒント>

(1)屈折の法則を利用。全反射を起こすとき、屈折光は存在しないので・・・

(2)臨界角では、屈折角=90°と考えればよいです。

(3)(2)のおまけです。

<解答>


 屈折の法則を使って解くわけですが、ホイヘンスの原理も理解しておいて下さいね。

今週の問題 化学(金属イオンの系統分析)

<問題>

 Ag+,Pb2+,Cu2+,Fe3+,Zn2+,Ca2+のうち何種類か含まれている水溶液Aがある。以下の操作を行った。

<操作1>
 水溶液Aに塩酸を加えて、沈殿をろ別し、沈殿Aとろ液Aを得た。

<操作2>
 沈殿Aに熱湯をかけると全て溶解し、ろ液Bを得た。

<操作3>
 ろ液Bにクロム酸カリウム水溶液を加えたら、沈殿Bが生じた。

<操作4>
 ろ液Aに硫化水素を通したところ、沈殿は生じなかった。

<操作5>
 <操作4>後の水溶液に濃硝酸を加え加熱し、冷やした後、過剰のアンモニア水を加えたところ沈殿Cとろ液Cを得た。

<操作6>
 沈殿Cに塩酸を加え、沈殿を溶解した後、ある水溶液を加えたところ濃青色の沈殿Dが生じた。

<操作7>
 ろ液Cに硫化水素を生じたが、沈殿は得られなかった。

<操作8>
 <操作7>後のろ液Cの炎色反応の結果、ある色の炎色反応があった。

(1)操作4、操作7の結果から、それぞれどのイオンを含まないことがわかるか答よ。

(2)沈殿Bの色を答よ。

(3)操作6のある水溶液とは何か。物質名で答よ。

(4)操作8の炎色反応の色を答よ。

(5)沈殿A,B,C,Dの化学式を記せ。

(6)操作5の下線部の目的を答よ。

(7)水溶液Aに含まれるイオンを全て答よ。

<ヒント>

 系統分析の操作の流れは知っておきたいところですね。硫化水素を通すとき、操作4では水溶液は酸性に、操作7では塩基性になっています。あとは、各操作で何が沈殿するのか考えて下さい。これ以上のヒントは答えになってしまうまので、ヒントはここまで!


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