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入試問題文を聴いて覚える化学!名古屋大学(2021年)
無機化学,金属
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下記,名古屋大学(2021年)で出題された入試問題文です。
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鉄Feは古くから人類の生活を支えてきた金属であり,「 ア 」,ケイ素Si,アルミニウムAlに次いで地殻中に4番目に多く存在する元素である。Feは,コークスや石灰石とともに赤鉄鉱Fe2O3や磁鉄鉱「 イ 」などの鉄鉱石を高炉に入れ,コークスから発生する一酸化炭素COで還元してつくられる。
高炉で得られるFeは銑鉄と呼ばれ,約4%の「 ウ 」を含む。近年,水素H2ガスを用いた還元による製鉄技術が考案されている。これは鉄鉱石とともにH2を高炉に吹き込み,製鉄により発生する二酸化炭素CO2ガスを削減することが目的である。
日常で用いられるFeは,およそ2%以下の「 ウ 」を含む鋼である。大気圧における単体のFeの結晶構造は常温で体心立方格子であるが,温度を上げると面心立方格子に変化する。温度の変化に伴う結晶構造の違いを利用して,Feや鋼の強さを大きく変化させることができる。
これが,Feや鋼が建築物などの多様な構造体に用いられる理由である。しかし,Feは空気中で錆びやすい。これを防ぐためにFeに「 エ 」をめっきしたものがトタンである。また,Feに遷移元素であるクロムCrとニッケルNiを添加した合金はステンレス鋼と呼ばれ,錆びにくく,台所用品などに用いられる。
Alは軽量かつ展性や延性に優れた金属であり,主に「 オ 」,マグネシウムMg,マンガンMnが添加されたAlの合金であるジュラルミンは高い強度をもつため,航空機の部材などに用いられている。Alは酸とも強塩基とも反応し,そのような性質を「 カ 」という。
また,Alの粉末をFe2O3の粉末と混ぜて点火すると,激しく反応し,融解したFeが生じる。この反応はテルミット反応とよばれ,鉄道のレールの溶接などに利用される。
■問題
文中の空欄「 ア 」と「 ウ 」~「 オ 」にあてはまる最も適切な元素を,それぞれ元素記号で記せ。文中の空欄 イ にあてはまる最も適切な物質の化学式を記せ。
また,文中の空欄「 カ 」にあてはまる最も適切な語句を記せ。
※一部改
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★「空欄に入る語句(解答)を入れた全文章」を朗読しています。
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「入試問題を解き+聴いて覚える化学」
は下記「自宅でできる受験対策ショップワカルー」で販売しております。
「入試問題を解き+聴いて覚える化学 有機化学編」
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耳さえ空いていれば聴けるので、次の4つのシーンの「スキマ時間」の活用で効率的に勉強ができちゃいます。
1.通学などの移動中
2.散歩やランニングなどの運動中
3.就寝前
4.入浴中
何度も聴き流すことで自然と頭に入ります。
特に、毎日、寝る前に聴き流すことをおすすめします!
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鉄Feは古くから人類の生活を支えてきた金属であり,「 ア 」,ケイ素Si,アルミニウムAlに次いで地殻中に4番目に多く存在する元素である。Feは,コークスや石灰石とともに赤鉄鉱Fe2O3や磁鉄鉱「 イ 」などの鉄鉱石を高炉に入れ,コークスから発生する一酸化炭素COで還元してつくられる。
高炉で得られるFeは銑鉄と呼ばれ,約4%の「 ウ 」を含む。近年,水素H2ガスを用いた還元による製鉄技術が考案されている。これは鉄鉱石とともにH2を高炉に吹き込み,製鉄により発生する二酸化炭素CO2ガスを削減することが目的である。
日常で用いられるFeは,およそ2%以下の「 ウ 」を含む鋼である。大気圧における単体のFeの結晶構造は常温で体心立方格子であるが,温度を上げると面心立方格子に変化する。温度の変化に伴う結晶構造の違いを利用して,Feや鋼の強さを大きく変化させることができる。
これが,Feや鋼が建築物などの多様な構造体に用いられる理由である。しかし,Feは空気中で錆びやすい。これを防ぐためにFeに「 エ 」をめっきしたものがトタンである。また,Feに遷移元素であるクロムCrとニッケルNiを添加した合金はステンレス鋼と呼ばれ,錆びにくく,台所用品などに用いられる。
Alは軽量かつ展性や延性に優れた金属であり,主に「 オ 」,マグネシウムMg,マンガンMnが添加されたAlの合金であるジュラルミンは高い強度をもつため,航空機の部材などに用いられている。Alは酸とも強塩基とも反応し,そのような性質を「 カ 」という。
また,Alの粉末をFe2O3の粉末と混ぜて点火すると,激しく反応し,融解したFeが生じる。この反応はテルミット反応とよばれ,鉄道のレールの溶接などに利用される。
■問題
文中の空欄「 ア 」と「 ウ 」~「 オ 」にあてはまる最も適切な元素を,それぞれ元素記号で記せ。文中の空欄 イ にあてはまる最も適切な物質の化学式を記せ。
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2.散歩やランニングなどの運動中
3.就寝前
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