技術士 過去問
令和6年度(2024年)
問20 (基礎科目「材料・化学・バイオに関するもの」 問2)
問題文
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問題
技術士試験 令和6年度(2024年) 問20(基礎科目「材料・化学・バイオに関するもの」 問2) (訂正依頼・報告はこちら)
- 硫化銀
- 水酸化ナトリウム
- 硫酸アンモニウム
- 硝酸鉛(II)
- リン酸カルシウム
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この過去問の解説 (2件)
01
1個の原子からなるイオンを単原子イオン、複数の原子からなるイオンを多原子イオンをいいます。
選択肢を見てみましょう。
×
硫化銀(Ag2S)は銀イオン(Ag+)と硫化イオン(S2-)で構成されます。
硫化イオンは2価ですが、単原子イオンなので、誤りです。
×
水酸化ナトリウム(NaOH)はナトリウムイオン (Na+) と水酸化物イオン (OH−) で構成されます。
水酸化物イオンは1価の単原子イオンなので、誤りです。
本選択肢が正解です。
硫酸アンモニウム((NH4)2SO4)はアンモニウムイオン(NH4+)と硫化イオン(SO42-)で構成されます。
硫酸イオンは2価の多原子イオンなので、正解です。
×
硝酸鉛(II)(Pb(NO3)2)は鉛イオン (Pb2+) と硝酸イオン (NO3−) から構成されます。
硝酸イオンは1価の多原子イオンなので、誤りです。
×
リン酸カルシウム(Ca3(PO4)2)はカルシウムイオン (Ca2+) とリン酸イオン (PO43−) から構成されます。
リン酸イオンは3価の多原子イオンです。
「2価」と「多原子イオン」の両方を満たす必要があることに注意しましょう。
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02
本設問では、多原子イオンとその価数に関する理解が問われています。
多原子イオンとは、2個以上の原子が共有結合で結びつき、全体として電荷を持つイオンのことを指します(例:硫酸イオン(SO₄²⁻)、炭酸イオン(CO₃²⁻)、水酸化物イオン(OH⁻)、アンモニウムイオン(NH₄⁺)など)。
設問では、これらの中で2価の多原子イオン(=電荷が±2で、かつ複数の原子で構成されるイオン)を含む化合物を選ぶことが求められています。
各選択肢を見てみましょう。
不適切。
硫化銀(Ag₂S)のイオン構成は、Ag⁺ と S²⁻です。
S²⁻は2価イオンですが、単原子イオン(硫黄原子1個のみ)であるため、多原子イオンではありません。
不適切。
水酸化ナトリウム(NaOH)のイオン構成は、Na⁺とOH⁻です。
OH⁻(水酸化物イオン)は多原子イオンですが、1価(−1)であり、2価ではありません。
適切。
硫酸アンモニウム(NH₄)₂SO₄)のイオン構成は、NH₄⁺(アンモニウムイオン)と SO₄²⁻(硫酸イオン)で構成されています。SO₄²⁻は 2価の多原子イオン(SとOから構成)になります。
不適切。
硝酸鉛Pb(NO₃)₂のイオン構成は、Pb²⁺とNO₃⁻です。
NO₃⁻(硝酸イオン)は多原子イオンですが、1価(−1)であり、Pb²⁺ は2価ですが、単原子イオン(Pb原子1個)です。
不適切。
リン酸カルシウムCa₃(PO₄)₂)のイオン構成は、Ca²⁺とPO₄³⁻です。
PO₄³⁻(リン酸イオン)は多原子ですが、3価(−3)です。
多原子イオンは複数の原子でできたイオンであり、そのうち 2価の代表例はSO₄²⁻(硫酸イオン)とCO₃²⁻(炭酸イオン)です。
したがって、この設問では硫酸アンモニウム((NH₄)₂SO₄)が正解です。
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