問5 下線部取り出すのに技術が必要であったについて,現在では電気エネルギーを利用…
(3 ・4 のどちらか1 題を選び解答する) 金属について,問1 ~問5 に答えよ。 人類は古くから自然界で鉱石として存在する金属を様々な方法で取り出して使用してきた。金 属を鉱石から取り出す方法には「イオン化傾向」が関わっている。イオン化傾向とは,金属が溶液 中で陽イオンになる性質の大きさのことである。イオン化傾向が小さい金属は反応しにくく,自 然に産出したり,取り出しやすかったりする。一方で,イオン化傾向が大きい金属ほど反応しや すいため,化合物になりやすく,取り出すのに技術が必要であった。図は金属をイオン化傾向の 大きさの順番に並べたものである。 Li K Ca Na Mg Al Zn Fe Ni Sn Pb (H2)Cu Hg Ag Pt Au (大) (小) イオン化傾向 図
問5 下線部取り出すのに技術が必要であったについて,現在では電気エネルギーを利用した製 錬技術も開発され,それまでは得られなかったアルミニウム等の金属も取り出せるように なった。アルミニウムの製錬についての説明として適切なものを,次の1 ~4 のうちから一 つ選べ。
- 1 アルミニウムは酸化アルミニウムを氷晶石の融解液に溶かして電気分解を行うことで得られる。アルミニウムは、酸化アルミニウムを氷晶石の融解液に溶かして電気分解を行うことで得られます。この製錬法はホール・エルー法と呼ばれています。
- 2 電気分解を行うときには,電極に純粋なアルミニウムと不純物を多く含むアルミニウムを用いて行う。電極に純粋な金属と不純物を多く含む金属を用いる方法は、銅の電解精錬の説明です。アルミニウムの製錬(電気分解)とは異なる方法です。
- 3 アルミニウムは少量の電気エネルギーで製錬することができる。アルミニウムの製錬には非常に多くの電気エネルギーが必要で、「電気の缶詰」と呼ばれるほどです。少量のエネルギーで済むという記述は誤りです。
- 4 アルミニウムはリサイクルするよりも,鉱石から製錬する方がエネルギー効率が良い。アルミニウムは鉱石から製錬するよりも、使用済みアルミニウムをリサイクルする方がはるかに少ないエネルギーで済みます。この記述は実際とは逆です。
解説
正解は1です。アルミニウムは、酸化アルミニウムを氷晶石とともに高温で融解させた液に溶かし、電気分解を行うことで得られます。この方法をホール・エルー法といいます。アルミニウムの製錬には大量の電気エネルギーが必要であるため「電気の缶詰」とも呼ばれ、鉱石から新たに製錬するよりも、使用済みのアルミニウムをリサイクルする方がはるかに少ないエネルギーで済みます。
出典:文部科学省ホームページ(https://www.mext.go.jp/a_menu/koutou/shiken/kakomon/1411255_00019.htm)を加工して作成