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12
ア
解答
4
フッ化カルシウムCaF)を主成分とする蛍石は、不純物の影響で、 天然には紫
や緑、青、ピンクなど様々な色の鉱物として産出することが知られている
2025年7月にアニメ化された 「瑠璃の宝石」 を見たAさんは、第3話で主人公の
ルリが廃坑の坑道内で発見した蛍石の色と純度との関係を探究するため、 聖地
巡礼も兼ねて、舞台のモデルとなった岐阜県の笹洞蛍石鉱山を訪れ、 鉱物採集
ツアーで採掘した蛍石の純度を調べることにした。
下表は、笹洞蛍石鉱山の鉱物採集ツアーで採掘した蛍石の純度を推定するため
に行った実験の結果であり、 蛍石40gを濃硫酸で溶かしてフッ化水素 HF を発生
させたときの、加えた濃硫酸の体積と発生したフッ化水素の体積との関係をまとめた
ものである。 下の各問いに答えよ。
ただし、フッ化水素の体積は0℃、 1.0×105 Paに換算した値とし、蛍石
に含まれるフッ化カルシウム以外の成分は、濃硫酸と反応しないものとする。
加えた濃硫酸 (mL) 5.0
10
15
20
25
30
発生した HF (L)
14.0
8.1
12.1
16.1
17.9
17.9
mol
(1) フッ化カルシウム CaF2 と濃硫酸H2SO4 からフッ化水素 HF が発生する反応
を化学反応式で表せ。
(2) 横軸を、加えた濃硫酸の体積 (mL)、 縦軸を、 発生したフッ化水素 HF の
体積 (L)として、 表の値をグラフで表せ。
3) 笹洞蛍石鉱山で採掘した蛍石40gと過不足なく反応する濃硫酸の体積は何mL
か、グラフから求めよ。
(4) 加えた濃硫酸のモル濃度は何mol/L か、 (3) の数値から求めよ。
5 (4)を質量パーセント濃度に換算すると何%か、 求めよ。 ただし、濃硫酸
の密度を1.8g/cm²とする。
0.512
81400
740
(6) 笹洞蛍石鉱山で採掘した蛍石の純度は何%か、求めよ。
28
¥80
THE
350
0.0175
14040
740
1000
ins
(7) アニメの原作では、ルリが発見した蛍石の色が何色であるかが示されていない。
蛍石の色と純度との関係について考察を深めるとき、Aさんは次にどのような
手順で探究活動を進めればよいか、下の「考えるための技法」 を参考に、あなたの
考えを簡潔に説明せよ。
2
「考えるための技法」
07
順序付ける、比較する、 分類する、関連付ける、 多面的・多角的にみる、 理由付ける、
見通す、具体化する、 抽象化する、 構造化する
1.02
1.02
22,4
408
204
CaF2+H2504 - 24 F + Ca504 204
0.51
40g
22848
