大問Ⅲ　オゾンの性質と酸化還元滴定による定量無機化学・難易度 標準　

24 ⑥（同素体）

　酸素 O₂ とオゾン O₃ はどちらも酸素という同じ元素だけからできているが，原子の結びつき方が異なる単体である。このような関係を同素体という。

25 ①（無色・無臭）

　酸素 O₂ は常温・常圧で無色・無臭の気体である。

26 ④（淡青色・特異臭）

　オゾン O₃ は淡青色で，生臭い特異臭をもつ気体である。無声放電で酸素からつくるときのにおいがこれにあたる。

27 ①（酸化剤），28 ②（還元剤）

　この反応の半反応式は，O₃＋H₂O＋2e⁻ → O₂＋2OH⁻，2I⁻ → I₂＋2e⁻ である。

　オゾンは電子を受け取っているので酸化剤，ヨウ化物イオンは電子を与えているので還元剤としてはたらく。

29 ③（褐）

　生じたヨウ素 I₂ は過剰のヨウ化カリウム水溶液に溶けて I₃⁻ となり，溶液は褐色を示す。

　なお青紫色はヨウ素デンプン反応で現れる色であり，この段階ではまだデンプンを加えていない。

30 ①（酸化剤），31 ②（還元剤）

　滴定での半反応式は I₂＋2e⁻ → 2I⁻，2S₂O₃²⁻ → S₄O₆²⁻＋2e⁻ である。

　ヨウ素が電子を受け取るので酸化剤，チオ硫酸イオンが電子を与えるので還元剤としてはたらく。

32 ①（メスフラスコ）

　正確な濃度の溶液を調製するには，一定体積の標線が 1 本だけ刻まれたメスフラスコを用いる。標線まで水を加えることで溶液の体積が正確に定まる。

33 ⑧（ホールピペット）

　一定体積の溶液を正確にはかり取るには，中ほどがふくらみ上部に標線が 1 本あるホールピペットを用いる。

34 ⓪（ビュレット）

　滴下した体積を正確に読み取るには，細かい目盛りが付き下端に活栓のあるビュレットを用いる。活栓で滴下量を調節でき，滴下前後の目盛りの差から体積が求まる。

35 ⑤（反応の終点を見やすくするため）

　ヨウ素が減って褐色が薄くなると，色の消失だけでは終点の見極めが難しい。デンプンを加えるとヨウ素デンプン反応で青紫色になり，終点でこの色が消えるので変化がはっきりわかる。

　早い段階で加えるとデンプンがヨウ素を取り込んで反応が進みにくくなるため，色が十分薄くなってから加える。

36 ⑦（12.0）

　2 つの反応式 O₃＋2KI＋H₂O → O₂＋I₂＋2KOH と I₂＋2Na₂S₂O₃ → 2NaI＋Na₂S₄O₆ を足し合わせると，チオ硫酸ナトリウム 2 mol につきオゾン 1 mol が反応することがわかる。

　滴定に要したチオ硫酸ナトリウムは 0.100×(5.00÷1000)＝5.00×10⁻⁴ mol なので，オゾンは 2.50×10⁻⁴ mol である。

　オゾンの分子量は 48.0 だから，質量は 2.50×10⁻⁴×48.0＝1.20×10⁻² g＝12.0 mg となる。