東海大学化学2013年第2問

未知の4種類の気体A~Dおよび酸素がある。これら5種類の気体について、つぎの実験1~4を行った。なお、すべての実験は同じ温度下で行われ大気圧に変動がないものとし、気体はすべて理想気体で、気体の水への溶解量およびメスシリンダー内の水蒸気の圧力は無視できるものとする。以下の各問いに答えなさい。

【実験1】酸素および気体A~Dをそれぞれボンベに封入した。つぎに、各々のボンベの質量を量り、$m_1$〔g〕として表に記録した。

【実験2】図のように、水槽中で水を満たしたメスシリンダーに各気体のボンべから気体を200mLずつ集めた。このとき、メスシリンダーの内外の水面が同じ高さになるようにした。

【実験3】再び酸素と気体A~Dのボンベの質量を量り、$m_2$〔g〕として表に記録した。

【実験4】各気体を分析したところ、気体A、C、Dは単体であることがわかった。また、気体Bは炭素および水素だけからなる化合物であることがわかり、その質量パーセントは炭素が82.8%、水素が17.2%であった。

tokai-2013-chemistry-2-1
表 実験結果
気体
$m_1$〔g〕
$m_2$〔g〕
酸素
59.408
59.146
A
61.745
61.417
B
67.052
66.578
C
50.588
50.572
D
58.232
58.003
  • 問1気体A~Dの分子式を解答欄に書きなさい。
  • 問2 気体Bは構造異性体をもつ化合物である。その構造異性体は何種類あるか。その総数を解答欄に書きなさい。
  • 問3 つぎの組み合わせの物質が化学反応したとき、気体A~Dのいずれも発生しないものをa~dの中から一つ選び、解答欄の記号にマークしなさい。
    • a.亜鉛と希硫酸
    • b.銅と濃硫酸
    • c.アルミニウムと塩酸
    • d.フェノールとナトリウム