大問Ⅲ　硫黄の同素体、接触法と濃硫酸の性質、硫化物の沈殿による金属イオンの分離、加硫とエボナイト、システインとジスルフィド結合無機化学(硫黄)・高分子・難易度 標準　

23 ⑧（斜方硫黄）

　硫黄の同素体には斜方硫黄・単斜硫黄・ゴム状硫黄があり、このうち常温で最も安定なのは斜方硫黄である。

　単斜硫黄やゴム状硫黄を常温で放置すると、しだいに斜方硫黄に変わる。

24 ⓪（二酸化硫黄）

　接触法では、まず硫黄や黄鉄鉱を燃焼させて二酸化硫黄をつくる。選択肢のうち酸化バナジウム(V)で酸化される硫黄化合物は二酸化硫黄である。

25 ⓐ（三酸化硫黄）

　2SO2 + O2 → 2SO3 で三酸化硫黄が生じ、これを濃硫酸に吸収させたのち水と反応させると SO3 + H2O → H2SO4 で硫酸が得られる。

26 ④（32）

　98%濃硫酸 50 kg に含まれる硫酸は 50×10^3 × 0.98 = 4.9×10^4 g で、その物質量は 4.9×10^4/98 = 5.0×10^2 mol である。

　SO2 → SO3 → H2SO4 と硫黄原子は 1 : 1 : 1 で移るので、必要な二酸化硫黄も 5.0×10^2 mol である。

　質量は 5.0×10^2 × 64 = 3.2×10^4 g = 32 kg となる。

27 ⑦（脱水作用）

　紙の主成分はセルロース (C6H10O5)n である。濃硫酸はこの分子から水素と酸素を水の形で奪い、(C6H10O5)n → 6nC + 5nH2O のように炭素を残す。

　残った炭素のために紙が黒く変色する。この性質を脱水作用という。

28 ⑥（Mn2+）

　Pb2+、Ag+、Cu2+、Cd2+、Hg2+ の硫化物は溶解度積が小さく、酸性で硫化水素の電離が抑えられていても沈殿する。

　Mn2+ の硫化物は溶解度積が比較的大きく、塩基性にして硫化物イオンの濃度を大きくしてはじめて MnS が沈殿する。

　「酸性では沈殿せず塩基性で沈殿した」という結果から、水溶液Xの金属イオンは Mn2+ と決まる。

29 ③（加硫）

　生ゴム（ポリイソプレン）に数%の硫黄を加えて加熱すると、硫黄原子が鎖状分子の間を架橋し、弾性と強度が増す。この操作を加硫という。

30 ⑤（エボナイト）

　硫黄を30〜50%と多量に加えて長時間加熱すると架橋が密になり、弾性を失った黒色で硬い物質になる。これをエボナイトという。

31 ⑤（システイン）

　選択肢のアミノ酸のうち側鎖に −SH（チオール基）をもつのはシステインである。メチオニンは硫黄を含むが −S−CH3 の形で −SH はもたない。

32 ④（ジスルフィド）

　2つの −SH が酸化されて −S−S− となる結合をジスルフィド結合という。

　離れた位置にあるシステインどうしを結びつけてポリペプチド鎖を架橋し、タンパク質の三次構造の形成に関与する。