環境計量士(濃度)

環境計量士 過去問解説【第７１回 環化】

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２０２０年１２月に実施された「第７１回計量士国家試験問題」の解答と解説になります。

問題文及び解答は経済産業省のHPにある「過去の計量士国家試験問題」から引用しています。

解説は私の見解になります。解説が間違っている可能性もありますので、予めご了承ください。

　

どうやって勉強を進めればいいのかわからない方はこちらの記事も読んでみて下さい。

環境計量士とは？取得までのロードマップも解説！

目次
  1. 問１　環境基本法
  2. 問２　大気汚染防止法（１）
  3. 問３　大気汚染防止法（２）
  4. 問４　水質汚濁防止法（１）
  5. 問５　水質汚濁防止法（２）
  6. 問６　基礎化学（電子殻）
  7. 問７　基礎化学（濃度計算）
  8. 問８　濃度計算（２）
  9. 問９　化合物とイオン
  10. 問１０　化学電池
  11. 問１１　有機化学（異性体）
  12. 問１２　有機化学（酸性度）
  13. 問１３　有機化学（求電子反応）
  14. 問１４　有機化学（炭化水素）
  15. 問１５　化学電池
  16. 問１６　物質の状態・変化１
  17. 問１７　物質の性質
  18. 問１８　測定・分析
  19. 問１９　物質の状態・変化２
  20. 問２０　分子結晶
  21. 問２１　原子の軌道
  22. 問２２　pHの計算
  23. 問２３　電解質溶液の性質
  24. 問２４　有機化学（アミノ酸）
  25. 問２５　定数と単位
  26. 関連記事

問１　環境基本法

問１

環境基本法第２条第２項に規定する「地球環境保全」に関する記述の（ア）～（オ）に入る語句のうち、誤っているものを一つ選べ。

２　この法律において「地球環境保全」とは、人の活動による地球全体の温暖化又は（ア）の進行、（イ）、（ウ）その他の地球の全体又はその広範な部分の環境に影響を及ぼす事態に係る環境の保全であって、（エ）に貢献するとともに（オ）に寄与するものをいう。

  1. （ア）オゾン層の破壊
  2. （イ）海洋の汚染
  3. （ウ）野生生物の種の減少
  4. （エ）国民の福祉
  5. （オ）国民の健康で文化的な生活の確保

　

正解と解説

４　（エ）国民の福祉

正しくは「人類の福祉」です。

【法令解説】環境基本法とは？では環境基本法についてまとめています。わからない方はぜひ読んでみてください。

問２　大気汚染防止法（１）

問２

大気汚染防止法第２条第１６項の「自動車排出ガス」について、大気汚染防止法施行令第４条で定める物質に該当しないものを、次の中から一つ選べ。

  1. 　二酸化炭素
  2. 　炭化水素
  3. 　鉛化合物
  4. 　窒素酸化物
  5. 　粒子状物質

　

正解と解説

１　二酸化炭素

第４条では、特定の有害物質に対してより厳しい排出基準を定めることができる旨が書かれています。

第四条　都道府県は、当該都道府県の区域のうちに、その自然的、社会的条件から判断して、ばいじん又は有害物質に係る前条第一項又は第三項の排出基準によつては、人の健康を保護し、又は生活環境を保全することが十分でないと認められる区域があるときは、その区域におけるばい煙発生施設において発生するこれらの物質について、政令で定めるところにより、条例で、同条第一項の排出基準にかえて適用すべき同項の排出基準で定める許容限度よりきびしい許容限度を定める排出基準を定めることができる。

大気汚染防止法第４条

　

設問の選択肢の中で、炭化水素、鉛化合物、窒素酸化物、粒子状物質に関してはより厳しい排出基準を定めることができますが、二酸化炭素についてはそれができません。

よって正解は「１　二酸化炭素」です。

【法令解説】大気汚染防止法とは？では大気汚染防止法についてまとめています。わからない方はぜひ読んでみてください。

問３　大気汚染防止法（２）

問３

大気汚染防止法で定める一般粉じんの規制に関する記述として、誤っているものを、次の中から一つ選べ。

  1. 一般粉じん発生施設を設置しようとする者は、環境省令で定めるところにより、都道府県知事に届け出なければならない。
  2. 一般粉じん発生施設の設置に係る届出には、一般粉じん発生施設の配置図その他の環境省令で定める書類を添附しなければならない。
  3. 一般粉じん発生施設の設置に係る届出をした者は、その届出に係る一般粉じん発生施設の構造及び一般粉じん発生施設の使用及び管理の方法に掲げる事項の変更をしようとするときは、環境省令で定めるところにより、その旨を都道府県知事に届け出なければならない。
  4. 一般粉じん発生施設を設置している者は、当該一般粉じん発生施設について、環境省令で定める構造並びに使用及び管理に関する基準を順守しなければならない。
  5. 一般粉じん排出者は、環境省令で定めるところにより、その工場又は事業場の敷地の境界線における大気中の一般粉じんの濃度を測定し、その結果を記録しておかなければならない。

正解と解説

５　一般粉じん排出者は、環境省令で定めるところにより、その工場又は事業場の敷地の境界線における大気中の一般粉じんの濃度を測定し、その結果を記録しておかなければならない。

一般粉じんに関する記述は第１８条１～４項に記されています。　

【法令解説】大気汚染防止法とは？では大気汚染防止法についてまとめています。わからない方はぜひ読んでみてください。

設問の選択肢の中で、５の「その工場又は事業場の敷地の境界線における大気中の一般粉じんの濃度を測定し、その結果を記録しておかなければならない。」 は書かれていません。

問４　水質汚濁防止法（１）

問４

水質汚濁防止法第２条第２項第２号の水の汚染状態を示す項目について、水質汚濁防止法施行令第３条で定める項目に該当しないものを、次の中から一つ選べ。

  1. 水素イオン濃度
  2. いおう含有量
  3. 浮遊物質量
  4. 大腸菌群数
  5. 溶解性鉄含有量

　

正解と解説

２　いおう含有量

【法令解説】水質汚濁防止法とは？では水質汚濁防止法についてまとめています。わからない方はぜひ読んでみてください。

　

問５　水質汚濁防止法（２）

問５

水質汚濁防止法で定める水質の汚濁の状況の監視等に関する記述として、誤っているものを、次の中から一つ選べ。

  1. 環境大臣は、環境省令で定めるところにより、放射性物質（環境省令で定めるものに限る。）による公共用水域及び地下水の水質の汚濁の状況を常時監視しなければならない。
  2. 環境大臣は、環境省令で定めるところにより、放射性物質による公共用水域及び地下水の水質の汚濁の状況を公表しなければならない。
  3. 都道府県知事は、環境省令で定めるところにより、放射性物質によるものを含む、公共用水域及び地下水の水質の汚濁の状況を常時監視しなければならない。
  4. 都道府県知事は、環境省令で定めるところにより、水質汚濁防止法第１５条第１項の常時監視の結果を環境大臣に報告しなければならない。
  5. 都道府県知事は、環境省令で定めるところにより、当該都道府県の区域に属する公共用水域及び当該区域にある地下水の水質の汚濁の状況を公表しなければならない。

　

正解と解説

３　都道府県知事は、環境省令で定めるところにより、放射性物質によるものを含む、公共用水域及び地下水の水質の汚濁の状況を常時監視しなければならない。

【法令解説】水質汚濁防止法とは？では水質汚濁防止法についてまとめています。わからない方はぜひ読んでみてください。

問６　基礎化学（電子殻）

問６

主量子数n=4の電子殻（N殻）に収容できる最大の電子数として、正しいものを一つ選べ。

  1. 18
  2. 24
  3. 28
  4. 32
  5. 36

　

正解と解説

４　32

各電子殻に収容できる最大の電子数は以下になります。

  • K殻(n=1)・・・2個
  • L殻(n=2)・・・8個
  • M殻(n=3)・・・18個
  • N殻(n=4)・・・32個
  • ・
  • ・
  • ・
  • n番目の殻・・・2n2個

「n番目の殻の最大電子数は2n2個」の式ができます。

4番目の電子殻（N殻）に収容できる最大の電子数は32個なので４番が正解です。

問７　基礎化学（濃度計算）

問７

同体積の0.03 mol L-1硝酸銀水溶液と0.01 mol L-1塩化ナトリウム水溶液を混合した。混合後の溶液中に溶解している塩化物イオンの濃度は幾らか。次の中から最も近いものを一つ選べ。
ただし、塩化銀の溶解度積を[Ag+][Cl–]=1×10-10(mol L-1)2とする。

  1. 　1×10-5 mol L-1
  2. 　1×10-6 mol L-1
  3. 　1×10-7 mol L-1
  4. 　1×10-8 mol L-1
  5. 　1×10-9 mol L-1

　

正解と解説

４　1×10-8 mol L-1

　

問８　濃度計算（２）

問８

硫酸酸性下、濃度不明の過酸化水素水20.0 mLを0.100 mol L-1過マンガン酸カリウム水溶液で滴定したところ、終点までに12.0 mLを要した。この過酸化水素水の濃度は幾らか。次の中から最も近いものを一つ選べ。なお、化学反応式は以下のとおりである。
2KMnO4 + 3H2SO4 + 5H2O2 → 2MnSO4 + K2SO4 + 8H2O + 5O2

  1. 　0.0600 mol L-1
  2. 　0.120 mol L-1
  3. 　0.150 mol L-1
  4. 　0.300 mol L-1
  5. 　0.600 mol L-1

正解と解説

３　0.150 mol L-1

　

　

問９　化合物とイオン

問９

下に示した化合物またはイオンが、等電子構造であるものの組合せとして、正しいものを一つ選べ。

  1. 　COとCN–
  2. 　CO2とNO2–
  3. 　CO32-とNF3
  4. 　C2H6とB2H6
  5. 　CS2とSiO2

　

正解と解説

１　COとCN–

　等電子構造とは、二つの分子が持つ電子数が等しいことを言います。

各元素の電子数は以下の通りです。

元素電子数
H1
B5
C6
N7
O8
F9
Si14
S16

１．正しい。COの電子数は14個（C:6個 + O:8個 = 14個）、CN–の電子数も14個（C:6個 + N:7個 + 電子1個 = 14個）で電子数は同じなのでこれが正解です。

２～５は２つの電子数が合わないため、誤りです。

問１０　化学電池

問１０

次の（ア）～（エ）の化学電池のうち、負極活物質または正極活物質に遷移元素（３～１１族元素）を含む組合せとして、正しいものを１～５の中から一つ選べ。

　（ア）ダニエル電池
　（イ）マンガン電池
　（ウ）鉛蓄電池
　（エ）りん酸形燃料電池

  1. 　（ア）と（イ）
  2. 　（ア）と（ウ）
  3. 　（ア）と（エ）
  4. 　（イ）と（ウ）
  5. 　（イ）と（エ）

　

正解と解説

１　（ア）と（イ）

（ア）ダニエル電池とは、1836年にJ.F.ダニエルによって発明された電池のことで、負極に硫酸亜鉛ZnSO4溶液とZn、正極に硫酸銅CuSO4溶液とCu（遷移元素）でできています。

（イ）マンガン電池とは、負極に亜鉛、正極に酸化マンガン（Ⅳ）

問１１　有機化学（異性体）

問１１

鏡像異性体をもたない分子またはイオンの構造式として、正しいものを一つ選べ。

　

　

正解と解説

　　

問１２　有機化学（酸性度）

問１２

次のカルボン酸（ア）～（エ）について、水中での酸性の強さの順として、正しいものを１～５の中から一つ選べ。ただし、不等号で大きい方が強い酸性を示すものとする。

（ア）CH3COOH
（イ）CF3COOH
（ウ）CH3CH2COOH
（エ）CF3CH2COOH

  1. （ア）＞（ウ）＞（イ）＞（エ）
  2. （イ）＞（エ）＞（ア）＞（ウ）
  3. （ウ）＞（イ）＞（ア）＞（エ）
  4. （エ）＞（ア）＞（ウ）＞（イ）
  5. （エ）＞（イ）＞（ウ）＞（ア）

　

正解と解説

２　（イ）＞（エ）＞（ア）＞（ウ）

　

問１３　有機化学（求電子反応）

問１３

フェノールに十分な量の臭素水を加えたとき、得られる主生成物の構造式として正しいものを一つ選べ。

正解と解説

　

　

問１４　有機化学（炭化水素）

問１４

200℃、300 atmの高温高圧下でエチレンと1,3-ブタジエンとの反応から、主生成物として炭素数6の炭化水素が得られた。この炭化水素の名称として、正しいものを一つ選べ。　

  1. ベンゼン
  2. ヘキサン
  3. 1-ヘキセン
  4. シクロヘキサン
  5. シクロヘキセン

正解と解説

５　シクロヘキセン

　

　

問１５　化学電池

問１５

燃料電池は化学エネルギーを電気エネルギーに変換する装置で、水素を燃料とする場合、以下の反応が進行する。

　H2 + 1/2 O2 → H2O

25℃において水の標準生成ギブズエネルギー△G0が-237 kJ mol-1であるとき、この燃料電池の標準起電力E0は幾らか。次の中から最も近いものを一つ選べ。ただし、ファラデー定数をF（96500 C mol-1）、化学反応で移動する電子数をnとすると、△G0 = -nFE0の関係が成立するものとする。

  1. 0.41 V
  2. 0.59 V
  3. 0.82 V
  4. 1.23 V
  5. 2.46 V

　

正解と解説

４　1.23 V

問１６　物質の状態・変化１

問１６

気圧がP（atm）のときの水の沸点t（K）を与える式として、正しいものを１～５の中から一つ選べ。ただし、水蒸気圧p（atm）と温度T（K）との間には、Aを定数として、次の関係式が成立するものとする。また、1 atmでの水の沸点は373 Kとする。

　

　

解答

　

問１７　物質の性質

問１７

物質の性質に関する次の記述の中から、正しいものを一つ選べ。

  1. 　臭素は常温・常圧で無臭である。
  2. 　酸素を常温・常圧で水に溶かすと、その水溶液は酸性を示す。
  3. 　水素と窒素を均一に混合した気体を容器に入れて常温で静置すると、上部に水素が濃縮される。
  4. 　0.050 mol L-1硫酸水溶液の25℃におけるpHは1.0である。
  5. 　塩酸は、一般に酸化力をもたない酸に分類される。

　

　

解答と解説

５．塩酸は、一般に酸化力をもたない酸に分類される。

　

問１８　測定・分析

問１８

物質の測定に関する次の記述における（ア）と（イ）の組合せとして、適切なものを１～５の中から一つ選べ。

　構造が未知の結晶の昇温過程において、（ア）により相転移による吸熱ピークが確認された。次に、（ア）の測定により得られた相転移温度よりも高い温度で（イ）を行ったところ、ピークが消失したことから非晶質への変化が確認された。

解答

４（ア）示差熱分析　　（イ）X線回折分析

　

　

問１９　物質の状態・変化２

問１９

下の二酸化炭素の状態図を参考に、次の記述の中から誤っているものを一つ選べ。

  1. 点①の温度・圧力下では、二酸化炭素は液体である。
  2. 点②の温度・圧力下で熱を加えても、二相が共存する間は温度上昇しない。
  3. 固体の二酸化炭素に圧力を加えていくと、融点は低くなる。
  4. 気体の二酸化炭素を大気圧下で冷却しても液化しない。
  5. 気体の二酸化炭素を35℃で加圧しても液化しない。

　

解答

３　固体の二酸化炭素に圧力を加えていくと、融点は低くなる。

　

　

　

問２０　分子結晶

問２０

次の化学式で表される物質が形成する結晶のうち、分子結晶ではないものを一つ選べ。

  1. I2
  2. SiO2
  3. CO2
  4. Ar
  5. H2O

　

解答

２　SiO2

問２１　原子の軌道

問２１

次の分子の下線で示した原子の混成軌道が、C2H6の炭素原子の混成軌道と同じものはどれか。１～５の中から一つ選べ。

  1. HCHO
  2. NH3
  3. C2H2
  4. BF3
  5. CH3CN

　

　

解答

２　NH3

混成軌道とはs軌道とp軌道を組み合わせて１つの軌道としたもので、混成軌道ではs軌道もp軌道も同じものとして考えます。

sp3、sp2、sp軌道の見分け方としては、原子が保有する手の数を見ることで、見分けられるようになります。

  • sp3混成軌道…4本の手
  • sp2混成軌道…3本の手
  • sp混成軌道…2本の手

なお、注意点として、手を数えるときは非共有電子対も１つの手として数えます。

もっと詳しく知りたい方はぜひHatsudy：数学・科学というサイトのs軌道・p軌道と混成軌道の見分け方：sp3、sp2、spの電子軌道の概念をご参照ください。

C2H6のC原子の混成軌道は、下図のような構造で4本の手を持っているため、sp3混成軌道となります。

１．異なる。HCHOのC原子は下図のような構造をとり、手が３本となるためsp2混成軌道となります。

２．同じである。一見、「NH3のNは手が３本じゃないか」と思うのですが、非共有電子対も１つの手として数えるので、NH3は手が４本になります。したがって、sp3混成軌道となります。

問２２　pHの計算

問２２

25℃における0.10 mol L-1の酢酸水溶液のpHは幾らか。この温度での酢酸のpKaは4.8として、次の中から最も近いものを一つ選べ。

　なお、pKa=-log10Ka（Ka:酸解離定数）とする。

　

  1. 　0.5
  2. 　1.9
  3. 　2.9
  4. 　3.8
  5. 　4.2

　

　

　

解答

３　2.9

　

問２３　電解質溶液の性質

問２３

質量モル濃度が等しい次の不揮発性物質の希薄水溶液の中から、沸点が最も高いものを一つ選べ。ただし、水溶液中で硝酸カルシウム及び塩化ナトリウムは完全に電離しているものとする。

  1. グルコース水溶液
  2. 尿素水溶液
  3. 硝酸カルシウム水溶液
  4. 塩化ナトリウム水溶液
  5. しょ糖（スクロース）水溶液

　

解答

３　硝酸カルシウム水溶液

　

　

問２４　有機化学（アミノ酸）

問２４

次の化合物の中から、アミノ酸に分類されないものを一つ選べ。

　

  1. アルブミン
  2. リジン
  3. バリン
  4. フェニルアラニン
  5. イソロイシン

　

解答

１　アルブミン

　

　

　

問２５　定数と単位

問２５

次の基礎物理定数とその単位の組合せの中から、誤っているものを一つ選べ。

　

  1. プランク定数　　J kg-1　　
  2. アボガドロ定数　mol-1
  3. 気体定数　　　　J K-1 mol-1
  4. ボルツマン定数　J K-1
  5. 電気素量　　　　C

　

解答

１　プランク定数　　J kg-1

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