1210 中学理科で解ける共通テスト2022　化学基礎・生物基礎編

中学理科で解ける　共通テスト2022　第3弾は化学基礎・生物基礎編。昨年の共通テストは、化学基礎、生物基礎に中学理科だけで解けそうな問題はなかったのですが、今年はまさかの…それ出しますか?!

化学基礎

第2問

エタノールC_２H₅OHは世界で年問およそ1億キロリットル生産されており、その多くはアルコール発酵を利用している。アルコール発酵で得られる溶液のエタノール濃度は低く、高濃度のエタノール水溶液を得るには蒸留が必要である。エタノールの性質と蒸留に関する次の問い（問1-3）に答えよ。

問1　エタノールに関する記述として誤りを含むものはどれか。最も適当なものを次の①～④のうちから一つ選べ。
　①水溶液は塩基性を示す。
　②固体の密度は液体より大きい。
　③完全燃焼すると二酸化炭素と水が生じる。
　④燃料や飲料消毒薬に用いられている。

酸性やアルカリ性の水溶液ってのは電離するよね。でもエタノールは非電解質だから水に溶けても電離しないよね。ということはエタノールの水溶液は酸性やアルカリ性（塩基性）じゃないでしょ。中性でしょ。　①

問3　エタノール水溶液（原液）を蒸留すると、蒸発した気体を液体として回収した水溶液（蒸留液）と蒸発せずに残った水溶液（残留液）が得られる。このとき、蒸留液の工タノール濃度が原液のエタノール濃度によってどのように変化するかを調べるために次の操作Ⅰ～Ⅲを行った。
操作Ⅰ 試料として質量パーセント濃度が10％から90％までの9種類のエタノール水溶液（原液A～I)をつくった。
操作II 蒸留装置を用いて原液A～Ｉをそれぞれ加熱し蒸発した気体をすべて回収して、原液の質最の1/10の蒸留液と9/10の残留液を得た。
　
操作Ⅲ　得られた蒸留液のエタノール濃度を測定した。

図2に原液A～Iを用いたときの蒸留液中のエタノールの質量バーセント濃度を示す。図2よりたとえば質量パーセント濃度10％のエタノール水溶液（原液A)に対して操作Ⅱ・Ⅲを行うと蒸留液中のエタノールの質量パーセント濃度は50％と高くなることがわかる。次の問い（a～c）に答えよ。

ａ　操作Ⅰで原液Aをつくる手順として最も適当なものを次の①一④のうちからーつ選べ。ただし、エタノールと水の密度はそれぞ、0.79 g/cm³，1.00 g/cm³とする。
①エタノール100 gをビーカーに入れ、水900 gを加える。
②エタノール100 gをビーカーに入れ、水1000gを加える。
③エタノール100mLをビーカーに入れ、水900 mLを加える。
④エタノール100mLをビーカーに入れ、水1000 mLを加える。

b 原液Aに対して操作ⅡⅢを行ったとき、残留液中のエタノールの質量パーセント濃度は何％か。最も適当な数値を次の①一⑤のうちからーつ選べ。
　①4.4　②5.0　③5.6　④6.7　⑤10

ｃ　蒸留を繰り返すとより高濃度のエタノール水溶液が得られる。そこで操作IIで原液Aを蒸留して得られた蒸留液1を再び原液とし操作IIと同様にして蒸留液2を得た。蒸留液2のエタノールの質量パーセント濃度は何％か。最も適当な数値を後の①－⑤のうちから一つ選べ。

①64　②72　③78　④82　⑤91

ａ　質量パーセント濃度10％ですから、密度は無関係で、エタノール100ｇに対し水溶液（水＋エタノール）1000ｇ。つまり水は900ｇでよい。　①

ｂ　例えば原液A1000ｇの場合、蒸留液100ｇは50％だから、エタノール50ｇ、水50ｇ。したがって、残留液の成分はエタノール50ｇ、水850ｇとなる。この質量パーセント濃度は50/（50+850）×100＝5.6％　③

ｃ　原液Aを蒸留して得られた蒸留液1の質量パーセント濃度は、図2より50％なので、原液Ｅと同じである。これを蒸留したのだから、蒸留液2のエタノールの質量パーセント濃度は図2のＥを見ればよい。　③

予備校の問題分析を読むと、「リード文をよく読み、グラフや表を基に解答を導く必要があり、蒸留の仕組みをきちんと理解していないと難しい問題」（東進）、「与えられた資料を正確に読み取り、既習の知識を活用し、解答を導く思考力が求められた」（河合塾）、「実験操作の内容を理解し、見慣れないグラフを読み取る力が要求された」（データネット）、「グラフの読み取りだけでなく、得られた情報の活用を求められており、難しい問題」（代ゼミ）と、各社難問のように言っていますが、今回抜かした問2は別として、直接必要な知識は質量パーセント濃度の公式だけで、あとは文章や図2を読めば中学生でもできる問題ということもできます。

生物基礎

第２問

　ブナの葉を食うガであるブナアオシャチホコ（以下，ブナアオ）の幼虫はしばしば大発生して一帯の葉を食いつくすことがある。(b)この幼虫は、日当たりのの良い林冠につくられる陽葉よりも，日当たりの悪い下層につくられる陰葉から食い始める。
(c)ブナアオが大発生すると、その幼虫を食う甲虫のクロカタビロオサムシが、追いかけるように大発生する。同様に．ブナアオの蛹を栄養源とする菌類のサナギタケも大発生する。そのため，ブナアオの大発生は長続きしない。

問3　下線部(c)について，このような食物連鎖を含む生態系におけるブナアオ，クロカタビロオサムシ，およびサナギタケの栄養段階の組合せとして最も適当なものを，次の①－⑥のうちから一つ選べ。