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⚗️化学クイズ 問題と解説

元素・化合物・化学反応など、化学に関するクイズです。元素周期表から身近な化学現象まで、化学の面白さを体験できます。1240問のうち第11611180問を掲載しています(59ページ目/全62ページ)。

  1. 1161難易度 ☆☆☆☆

    酸と塩基が反応すると「塩(えん)と水」が生成される。この反応を何というか?

    正解:中和反応
    解説:酸(H⁺を放出する物質)と塩基(OH⁻を放出する物質)が反応して塩(えん)と水を生成する反応を「中和反応」という(例:HCl + NaOH → NaCl + H₂O)。この反応は発熱反応(中和熱)で、pHを中性に近づける。
  2. 1162難易度 ★★★☆☆

    鉄の電気メッキ(電気によるメッキ)はどのような原理で行われるか?

    正解:電気分解でメッキ槽の金属イオンが陰極(被メッキ物)に析出する
    解説:電気メッキは電気分解の原理を利用し、メッキ槽の電解質液中の金属イオン(例:Cu²⁺)が陰極として接続された被メッキ物の表面で電子を受け取り金属として析出する。陽極側にメッキ金属板を置き、溶解させることで溶液中の金属イオン濃度を維持する。
  3. 1163難易度 ★★★☆☆

    酵素(生体触媒)が働く適温・適pHの範囲を外れると失活する主な理由として正しいものはどれか?

    正解:タンパク質の立体構造(活性部位の形)が変性して基質と結合できなくなるため
    解説:酵素はタンパク質であり、活性部位の立体構造が基質と鍵と鍵穴の関係で厳密に一致することで機能する。温度が高すぎると熱変性、pHが適正範囲を外れると水素結合・イオン結合などが変化して立体構造が崩れ、活性部位の形が変わって基質と結合できなくなる(失活)。
  4. 1164難易度 ★★☆☆☆

    食品に含まれる「グルタミン酸ナトリウム(MSG)」の役割として正しいものはどれか?

    正解:うま味(第5の基本味)を付与する調味料
    解説:グルタミン酸ナトリウム(MSG、化学調味料)はグルタミン酸の塩であり、舌の「うま味受容体(T1R1/T1R3)」を刺激してうま味(旨味)を付与する。甘味・塩味・酸味・苦味に次ぐ「第5の基本味」として国際的に認知されている。
  5. 1165難易度 ★★★★

    紫外線(UV)がオゾン層で吸収される化学反応を正しく説明しているものはどれか?

    正解:O₃(オゾン)がUVを吸収してO₂と活性酸素に分解し、紫外線のエネルギーを熱として散逸させる
    解説:成層圏のオゾン(O₃)は「O₃ + UV → O₂ + O(活性酸素)」の反応でUV-B・UV-Cを吸収し、有害な紫外線が地表に届くのを防ぐ。分解されたOはすぐに「O + O₂ → O₃」でオゾンに再結合し、平衡状態を保つ。フロンの塩素ラジカルがこの再結合サイクルを破壊する。
  6. 1166難易度 ★★☆☆☆

    ガラスの主成分として正しいものはどれか?

    正解:二酸化ケイ素(SiO₂)
    解説:普通ガラス(ソーダ石灰ガラス)の主成分は二酸化ケイ素(SiO₂)であり、炭酸ナトリウム・石灰石(CaCO₃)を混ぜて高温で溶融して作られる。純粋なSiO₂は石英ガラスと呼ばれ、光ファイバーなど高純度用途に使われる。
  7. 1167難易度 ★★☆☆☆

    次の中で水溶液がアルカリ性を示すものはどれか?

    正解:重曹(炭酸水素ナトリウム)水溶液
    解説:重曹(NaHCO₃)は水に溶けると弱いアルカリ性(pH約8〜9)を示す。NaHCO₃ ⇌ Na⁺ + HCO₃⁻ の後、HCO₃⁻が加水分解されてわずかにOH⁻を生じるためである。食酢・炭酸水・レモン果汁はいずれも酸性である。
  8. 1168難易度 ★★★★

    「フェーリング反応」(フェーリング液に加熱すると赤褐色沈殿)に反応するのはどれか?

    正解:グルコース(ブドウ糖、還元糖)
    解説:フェーリング反応はアルデヒド基(還元性)を持つ還元糖(グルコース・フルクトース・麦芽糖など)で陽性となり、Cu²⁺が還元されて赤褐色のCu₂O(酸化銅Ⅰ)が沈殿する。スクロースはアルデヒド基を持たない非還元糖のためフェーリング反応は陰性。
  9. 1169難易度 ★★★☆☆

    窒素酸化物(NOx)が大気中でどのように問題を引き起こすか、正しいものを選べ。

    正解:酸性雨・光化学スモッグの原因となる
    解説:NOxは燃焼で生成され大気中で硝酸に変化して酸性雨の原因となる(NO₂ + H₂O → HNO₃など)。また揮発性有機化合物(VOC)と太陽光のもとで光化学反応を起こし、光化学オキシダント(光化学スモッグ)を生成する。さらにNOは低濃度でも人体の呼吸器に有害である。
  10. 1170難易度 ★★★☆☆

    食品の「ゲル化」に使われる寒天の主成分として正しいものはどれか?

    正解:アガロース(多糖類)
    解説:寒天はテングサなどの紅藻類から抽出された多糖類(アガロース・アガロペクチン)からなる。熱水に溶けて冷却するとアガロース分子が二重らせん構造を形成してゲルを作る。ゼラチンはコラーゲン由来(動物性)で別のゲル化剤である。
  11. 1171難易度 ★★★★

    金属の「電食(ガルバニック腐食)」が起きやすい条件として正しいものはどれか?

    正解:イオン化傾向の異なる2種の金属が電解質溶液中で接触したとき
    解説:ガルバニック腐食(電食)は異なる金属が電解質(塩水など)中で接触すると電池が形成され、イオン化傾向の大きい金属(卑な金属)が陽極として優先的に腐食される。例:鉄と銅が海水中で接触すると鉄が速く腐食する。
  12. 1172難易度 ★★☆☆☆

    「硬水」と「軟水」の違いとして正しいものはどれか?

    正解:硬水はカルシウムイオン・マグネシウムイオンの含有量が多い。軟水はこれらの含有量が少ない
    解説:水の硬度はカルシウムイオン(Ca²⁺)とマグネシウムイオン(Mg²⁺)の含有量で決まる(炭酸カルシウム換算のmg/Lで表す)。硬度が高い水を硬水、低い水を軟水という。日本の水道水は多くが軟水(硬度60以下)であり、欧州は硬水が多い。石鹸は硬水で泡立ちが悪くなる。
  13. 1173難易度 ★★☆☆☆

    冬に窓ガラスが結露(水滴がつく)する理由として化学的に正しいものはどれか?

    正解:水蒸気が冷えたガラス表面で凝縮(相変化:気体→液体)するため
    解説:室内の暖かく湿った空気中の水蒸気が、冷たい窓ガラス表面に触れて露点以下に冷やされると、水蒸気が液体の水(水滴)に相変化(凝縮)する。この現象が結露である。冷やされることで空気中の飽和水蒸気量が減り、超過した水分が凝縮する。
  14. 1174難易度 ★★★★

    身近な電気石鹸として「電解水(アルカリ電解水)」が掃除に使われる理由として正しいものはどれか?

    正解:電気分解によって生成した強アルカリ性の水が油汚れを加水分解・乳化させるため
    解説:電解水(アルカリ電解水)は水を電気分解した際の陰極側で生成される強アルカリ性(pH10〜13)の水で、油脂(エステル結合)をアルカリ加水分解(けん化)して脂肪酸塩とグリセロールに分解する。界面活性剤なしで油汚れに効果がある。
  15. 1175難易度 ★★★☆☆

    光合成と呼吸(細胞呼吸)を比較したとき、正しいものはどれか?

    正解:光合成はエネルギーを蓄え(吸エルゴニック)、呼吸はエネルギーを放出する(発エルゴニック)
    解説:光合成(6CO₂+6H₂O+光エネルギー→C₆H₁₂O₆+6O₂)は光エネルギーを化学エネルギー(糖)として蓄えるエネルギー吸収反応。細胞呼吸(C₆H₁₂O₆+6O₂→6CO₂+6H₂O+ATP)は化学エネルギーを放出してATPを合成する発熱反応。厳密に逆反応ではなく異なる反応経路を持つ。
  16. 1176難易度 ★★☆☆☆

    食品の「乳化剤」(例:レシチン)が果たす役割として正しいものはどれか?

    正解:水と油が分離しないよう安定な乳濁液を形成する
    解説:レシチン(大豆・卵黄に含まれるリン脂質)などの乳化剤は界面活性剤として親水基と疎水基を持ち、水と油の界面の表面張力を下げて水中油型(O/W型)または油中水型(W/O型)の安定した乳濁液(エマルジョン)を形成する。マヨネーズ・チョコレート・アイスクリームなどに使われる。
  17. 1177難易度 ★★★☆☆

    カーボンニュートラルの概念として正しいものはどれか?

    正解:植物・バイオマスを燃料として使った場合、生育時に吸収したCO₂と燃焼で排出するCO₂が相殺されてCO₂の正味排出量がゼロになる
    解説:カーボンニュートラルとは、ある活動・燃料の使用で排出するCO₂量と、何らかの手段で吸収・固定するCO₂量が等しくなる(差し引きゼロ)状態を指す。バイオマス燃料は植物が光合成で固定したCO₂を再放出するため、理論上カーボンニュートラルとみなせる(ただし実際には肥料製造・輸送などのエネルギーも考慮が必要)。
  18. 1178難易度 ★★★★★

    ペットボトルの素材PETの「T」はテレフタル酸を意味するが、テレフタル酸はどのような有機化合物か?

    正解:ベンゼン環にカルボキシル基が2つ付いたジカルボン酸
    解説:テレフタル酸(p-フタル酸)はベンゼン環の1,4位(パラ位)にカルボキシル基(-COOH)が2つ結合した芳香族ジカルボン酸である。エチレングリコール(ジオール)と縮合重合することでエステル結合が連なるPET(ポリエステル)が合成される。
  19. 1179難易度 ★★☆☆☆

    「エタノール(C₂H₅OH)」を燃焼させたときに生成する物質はどれか?

    正解:二酸化炭素と水
    解説:エタノールの完全燃焼反応は「C₂H₅OH + 3O₂ → 2CO₂ + 3H₂O」で、二酸化炭素と水が生成される。不完全燃焼では一酸化炭素も生成されるが、十分な酸素がある完全燃焼ではCO₂とH₂Oのみが生成する。
  20. 1180難易度 ★★★★★

    SOD(スーパーオキシドジスムターゼ)などの抗酸化酵素は細胞内でどのような役割を担っているか?

    正解:活性酸素種(スーパーオキシドなど)を無害化して酸化ストレスから細胞を守る
    解説:SOD(スーパーオキシドジスムターゼ)は細胞内で生成する活性酸素種の一種「スーパーオキシドアニオン(O₂⁻)」を「2O₂⁻ + 2H⁺ → H₂O₂ + O₂」と反応させて毒性の低い過酸化水素に変換する。カタラーゼがH₂O₂をさらに水と酸素に分解する。これらが協調して酸化ストレスを防ぐ。

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