2021共通テスト問題分析 化学基礎

こんにちは。東大入試研究会の新2年 yotsu です。理系・物理化学選択です。

今回は，2021年度共通テストの化学基礎の問題を分析します。
ただし，筆者は理系の人間であり，化学基礎選択の人間の目線からの意見は記されていないことと，センター試験時代の化学基礎の問題には精通していないこととをご理解ください。
化学についても，別の記事で同様に分析しています。化学基礎の範囲の問題も出題されていますので，少しは目を通しておくといいかと思います。
問題はインターネット上でも公開されていますので，ご自分で入手してください。

全設問の詳しい解説は各予備校のHPや試験問題評価委員会報告書にも記されていると思いますので，当記事では全体概観と特に注目したい設問の解説に絞ることにします。
【3/16 追記】受験生や高1･高2生の方々には，この1問をどう解けばいいかというよりも，この1問を代表としてこういう類の問題はどう解けばいいか，あるいはこの1問に関連してどういったことを学ぶべきかというところに注目して，この分析を見ていただければ幸いです。

第1日程(1/17実施)　設問別解説

第1問 問2　解答番号:2
酸素”原子”の物質量を求める問題です。水･過酸化水素の化学式や燃焼の反応式などを自分で書いたり g → mol の換算をしたりと手順が多いものの，基礎ができているかを問ういい問題でした。

第1問 問3
a 解答番号:3
陽子･中性子･価電子の数に関する特徴を問う問題です。あまり見慣れないグラフが提示されて戸惑った人もいるかもしれませんが，きれいなイとウのグラフがそれぞれ陽子と価電子を表していることは一目瞭然でしょう。
b 解答番号:4～7
引き続き，与えられたグラフを読みとく問題です。今回の試験から導入された，数値を直接選ぶ形式の問題です。1つ目は，質量数＝陽子数+中性子数ということが分かれば問題ありません。2つ目はやや難しかったかもしれませんが，第2周期以下だと理解できるかどうかが分かれ目でしょう。
1つ目については問題ないと述べましたが，質量数は単調増加しないことに注意してください。原子番号20までの範囲では，本問の解答であったアルゴン→カリウムの1箇所のみですが，他にもありますので周期表で確認してみてください。

第1問 問5　解答番号:9
金属の水との反応性についての問題です。痛いところを突かれたと思った受験生も多いでしょうが，問題文1行目のことは分かっておきましょう。Mg は熱水でも反応するということにも注意です。

第2問
全体のテーマとして陽イオン交換樹脂が扱われました。本来は化学の範囲で習うものであり，受験生の有利不利の点では疑問視せざるを得ない出題なのですが，問1のリード文の最後にある計算式を把握できれば回答できます。計算式の意味を噛み砕いて，電荷が等しくなるような物質量比で交換されるのだと理解できると，さらに解きやすかったでしょう。
問1 a 解答番号:14
先述したように，陽イオンの価数を見ればよいと分かれば回答できます。
問2
a 解答番号:15
塩の水溶液の液性についての問題です。”塩化カルシウム水溶液のpH”と書かれると見慣れない表現で混乱したでしょうが，選択肢も踏まえて，液性を調べればよいと分かったかどうかが分かれ目です。塩の分類(正･酸性･塩基性塩)と塩の水溶液の液性とは別だということにも注意しておきましょう。
b 解答番号:16
中和滴定の際の実験操作についての問題です。本問は基本中の基本でしたが，来年度以降は実験操作に関してもう少し難しい問題が出題される可能性があります。代表的な実験器具とその特徴を区別して覚えておきましょう。
c 解答番号:17
量的関係を問う問題です。中和滴定の計算に加え，水素イオン→カルシウムイオンの換算が必要であり，落ち着いて一つ一つの手順を追うことができたかどうかが分かれ目でしょう。近年，式量は記されていることが大半ですから，時間ロスすることがないよう意識しておきましょう。

第1日程(1/17実施)　全体概観

第1問については基礎力を測る適切な出題でした。第2問では未知の材料が扱われるという新しい色が出て，やや煩雑な問題もいくつか見られましたが，基礎力がついていることを前提にヒントを紐解いて思考させるには適切な出題であったと考えます。出題にあたって配慮を求められていた『複数解答組合せ問題』は4問(第1問 問1･問3 a･問4･問8)と多く出題されました。

第2日程(1/31実施)　設問別解説

第1問 問1 b　解答番号:2
電子配置図を見て回答する問題です。センター試験でも数回出題されていました。電子配置とそれによる特徴についてきちんと理解しておきましょう。

第1問 問2　解答番号:3
分離操作についての問題です。ある種の実験操作の問題といっていいでしょう。全ての選択肢について，操作名と記述を区別して覚えておきましょう。

第1問 問4　解答番号:5
分子の熱運動についての問題です。グラフを読み取る問題ですが，本問は単純に読み取ればよいだけでした。なお，本問ではすでに書かれていますが，グラフの概形･分布の様子は頭に入れておきましょう。

第1問 問6　解答番号:7
中和滴定の計算問題です。いわゆる逆滴定であり，酸が2種類ありますが，水素イオンと水酸化物イオンの物質量が一致するという式をたてれば終わりです。公式を丸暗記するのではなく，その意味を理解しておきましょう。

第1問 問8　解答番号:9,10
金属の特徴についての問題です。Ⅰはやや難しかったかもしれませんが，「”二次電池”の電極」から鉛蓄電池を思い出せるかが分かれ目でしょう。Ⅱは第1文から即決できます。

第1問 問9　解答番号:11
長い問題文から必要な要素を読み取り計算する問題です。第1段落の内容と反応式はほぼ関係ないという超見かけ倒しになっています。問題作成者側も化学基礎の範囲を逸脱しないようにと無理をしたのだろうと推測できます。

第2問 問1
a　解答番号:12～14
金属イオン半径の違いの理由を説明する問題です。結論だけを丸暗記するのではなく，理由を含めてきちんと理解しておくことが重要です。
b　解答番号:15
溶解度曲線を読み取る問題です。第2問に入っていますが，なんてことはない典型題である上，ほぼ労力なしで回答できます。164=100+64，64-38=26 まで計算したのちに 26÷101 をするのですが，選択肢を見れば 26÷100 に丸めても問題なく，一瞬で選べてしまいます。

第2問 問2
a　解答番号:16
イオンと通電性についての問題です。特に本問は，共通テストから導入された，方眼紙を用いてグラフを自分で書く形式の問題です。化学基礎の試行調査には見られなかった形式であり，困惑した受験生も居たでしょう。リード文の内容を理解すれば，素直にグラフを書いて解決できる問題ですから，それほど難しくないでしょう。
b･c　解答番号:17，18
a が解ければ，後の2問は単純な計算問題です。ただし，c については，a の答えを用いる必要があります。センター試験でも，こういった類の問題は文句を言われる対象だったのですが，それでも出題してきたということは来年度以降も注意する必要がありそうです。

第2日程(1/31実施)　全体概観

第1問については，第1日程と比べるとややトリッキーな問題も見られました。第2問では問2で見慣れないテーマが扱われはしましたが，テーマを読み切れさえすれば，問題自体は平易なものばかりでした。出題にあたって配慮を求められていた『複数解答組合せ問題・複数正誤組み合わせ問題』は3問(第1問 問5･問7，第2問 問1)出題されました。

おわりに

第1･第2日程ともに，第1問の理論(・無機)分野の問題はセンター試験の形式を踏襲していましたが，第2問については打って変わって，化学の2次試験の基本レベルに相当するであろう問題となりました。長い問題文から情報を読み解く必要がありますから，その点については今まで以上に力を入れていく必要があります。一方で，無機分野の問題，とりわけ身近な物質に関する問題が見当たらなくなりました(強いて言えば 第2日程 第1問 問8 くらい)。
新しい色も出ましたが，特に第1問を中心に基本的なことももちろん問われています。まずは，教科書の内容ときちんと向き合うことが重要です。設問別解説でも述べましたが，丸暗記するのではなく，理由などまできちんと理解することが重要です。そうして基礎を固めれば，ある程度の得点は確保できます。その上で，化学の内容に少し触れてみたり(資料集を眺めてみるなどでよい)，長い問題文の問題に触れる機会を多くしたりすることで，さらなる高得点を期待することができるでしょう。