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化学グランプリ2009 第3問(無機化学) 解説

第3問 光触媒の可能性

第3問は解説が詳しいので、あんま書くことないなぁ。


<凡例>
問○ 分野・テーマ (難易度・平年比)
 解法。コメント。

問1 チタンイオンの価数 (易)

 算数。



問2 二酸化チタン結晶中における酸素イオンの配位数 (やや易)

 結晶構造は…? など、とは考えない。気楽に考える。



問3 6配位型イオン結晶の限界半径比 (やや易)

 頻出の問題だが、出会ったことがないと、解法を思いつかないかも。
 『新研究』のp.40も参照。



問4 二酸化チタンが吸収する光の波長 (易)

 「光子一つが持つエネルギーは、電磁波としての波長に反比例する」(p.12)を読み取れれば、できる。

 万が一、計算をミスっても、「二酸化チタンは、可視光より波長の短い紫外光を吸収する」とあるのだから、求める波長が400nmより短くなるのは分かるハズです。

 可視光線の波長がだいたい400~800nmというのは常識です。必ず覚えておくこと!



問5 本多-藤嶋効果 (易)

 水の電気分解の半反応式を書くことになる。これは超頻出。
 覚えようとしていなくても、覚えてしまうくらい頻出。



問6 ル・シャトリエの平衡移動の原理 (やや易)

 問5が解けていれば、できるかな。



問7 CkHmOnの酸化反応の化学反応式 (易)

 おかしい。
 おかしい。
 おかしい。
 何か、おかしい。
 なんとなく、そんな気がした。
 問題に出てきているのは、俺とは縁もゆかりもある物質(アセトアルデヒド)の酸化反応の式だが、…

(中略)

 正確には、前(第1問問2)にこれと同じような問題を解いたことがある気がした、だ。
 いわゆる、デジャヴってやつか。



問8 CkHmOnの酸化反応の半反応式 (やや易)

 k,m,nは数字に直さなくてよい問題。

 化学反応式の係数まで文字を使ってしまうと、

CkHmOn + ( k + m/4 - n/2 ) H2O2 → k CO2 + m/2 H2O + 2( k + m/4 - n/2 ) H+ + 2( k + m/4 - n/2 ) e-

となる。

 ↑の答えを書いた場合に減点となるのか、公式サイドにダメ元で質問してみましたが、メールでの個別の質問は受け付けてないとのこと。まあ、そりゃそうか。



問9 グラフの読み取り (やや易)

 3hの方が、4hよりも少し多いことを見破り、あとはデータを読み取る。



問10 対照実験 (やや易)

 反応に関わっている(と思われる)物質や条件を取り除いてみることで、それらが実際に反応に関与しているのかを確かめることができる。至極当然である。


問11 新しい光触媒の見た目 (やや易)

 直前の文章にヒントあり。
 「(新しい光触媒は)可視光を吸収して作用する」とある。
 
 可視光を吸収すると、白色光の下においては、触媒の色が、吸収した光の波長の色の補色になるんですね。(要は、反射した光の色になる、と)

 こういうのは、公立高校(?)では、美術の試験として問われるんですかね?

 しばしば家のポストに闖入してくる はてなようせいで一躍有名になった 進○ゼミの勧誘マンガ(笑)を読んでいると、「実技教科 暗記BOOK」なるものがあるようですが、音楽とか美術、情報にまで試験があるようですね。

 私は私立出身で、高校では、確かに保健体育には試験がありましたが、他の実技科目はペーパーテストなどありませんでした。

 まあ、ペーパーテストはあった方がいいとは思いますけど。
 保健体育の試験は得意でしたし…って、そこ! なに、いやらしい目で見る!
 保健体育の試験ができる=エロい、なんて言ってるのはどこのラノベだ! まったく!

 一方、ペーパー試験がなかった(中学のころの)美術なんかは、たまにしかやる気を出さないもんだから、成績は激しく上下してましたね。五段階評価だと、2~5をうろうろしてました。

 まあ、中高一貫校で、内申? なにそれ? おいしいの? の世界でしたからねぇ。

 おっと、話題が逸れてる! 要は、新しい光触媒は、着色する、ということだ!



問12 可視光を吸収して作用する光触媒の、二酸化チタン光触媒との触媒能の比較 (標準)

 これまでのまとめとなる問題。解法は、解説集にある通りだ。第3問は解説が詳しいから…。
 マル2が、ちょっと難しいかな。



問13 ブドウ糖と酸素の酸化還元反応の反応式 (易)

 直前の文章を読めば、もう、ウ以外は選べないよ…。読まなくても選べないと困るけどね。
 てか、光が当たらないと、ブドウ糖と酸素の反応が起きにくいなら、
とっくの昔に引きこもりは絶滅してるよ(笑)。



さて、そういうわけで、化学グランプリ2009の第3問は、
昨年並みか、それよりちょっと簡単な問題であったのでした。

トレンドの光触媒の問題で、テーマ、設問共に、面白い問題でしたね。
まあ、ヒントがもう少し少なくてもいいかな、と。


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Tag : 化学グランプリ 一次選考 解説 無機化学 光触媒

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