環境計量士試験

計量士試験の過去問を解く、主に濃度関係

令和元年12月実施(第70回）環化　問８

令和元年12月実施(第70回）環化

※怒られるといけないので問題文は載せません。

令和元年12月実施(第70回）環化　問８
\rm{1.0×10^{-3}mol/LのMgSO_4溶液のpHを上げていったときに、 }
\rm{Mg(OH)_2の沈殿が生じ始めるpHを求める問題}
\rm{Mg(OH)_2の溶解度積 [Mg^{2+}][OH^-]^2 = 1.0×10^{-11}}

正解）
　pH = 10

解説）
\rm{[Mg^{2+}][OH^-]^2 = 1.0×10^{-11}\ に\ [Mg^{2+}]=1.0×10^{-3}\ を代入する。}

\rm{[OH^-]^2 = 1.0×10^{-8} }

\rm{[OH^-] = 1.0×10^{-4} }

水のイオン積 \rm{[H^+][OH^-]= 1.0×10^{-14} }から

\rm{[H^+] = 1.0×10^{-10} }

\rm{pH = 10 }


一応補足）
\rm{pH = log_{10} \dfrac{1}{[H^+]} = -log_{10}[H^+] }

※厳密にいうと水素イオン濃度ではなく水素イオン活量。

令和元年12月実施(第70回）環化　問７

令和元年12月実施(第70回）環化

※怒られるといけないので問題文は載せません。

令和元年12月実施(第70回）環化　問７
緩衝溶液のpH計算問題
0.1mol/Lの酢酸水溶液と0.1mol/Lの水酸化ナトリウム溶液を３：１で混ぜた時のpHを計算で求める問題。
酢酸の\rm{pK_aは4.75}、\rm{pK_a=-log_{10}K_a、K_a:酸解離定数、log_{10}2=0.30}

正解）
　pH = 4.45

解説）
・水溶液中の酢酸の解離
　\rm{CH_3COOH \rightleftharpoons H^+ + CH_3COO^- }

・酸解離定数
　\rm{K_a = \dfrac{[H^+][CH_3COO^-]}{[CH_3COOH]}　　　　　　　　　　(1)}　　
　　　　　　　　　　　
・濃度均衡　
　\rm{C_a = [CH_3COOH]+[CH_3COO^-] 　　　　(2)}　　　　　　　　　　 　
　\rm{C_b = [Na^+]　　　　　　　　　　　　　　　　(3)}　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
・電荷均衡
　\rm{[H^+] + [Na^+] = [OH^-]+[CH_3COO^-] 　　(4)}

・式(1)(2)から
　\rm{K_a = \dfrac{[H^+][CH_3COO^-]}{C_a-[CH_3COO^-]}　　　　　　　　　(5)}　　

・式(3)(4)から
　\rm{[CH_3COO^-] = [H^+] - [OH^-]+C_b 　　　(6)}

・\rm{[OH^-] \ll [H^+] \ll C_b　}と推測できるので
　\rm{[CH_3COO^-] \fallingdotseq C_b 　　 　　　　　　　　　　(7)}

・式(5)(7)から
　\rm{K_a = \dfrac{[H^+] C_b }{C_a - C_b }　　　　　　　　　　　　　　(8)}　　

　\rm{[H^+] = \dfrac{K_a (C_a - C_b) }{C_b }　　　　　　　　　　　(9)}　　

　\rm{pH = -log_{10}\dfrac{K_a (C_a - C_b) }{C_b }　　　　　　　　　(10)}　　

　\rm{pH = -log_{10}K_a -log_{10}\dfrac{C_a - C_b }{C_b }　　　　　　　(11)}　　

　式(11)に\rm{C_a = 0.075、C_b =0.025、 -log_{10}K_a=pK_a }を代入する

　\rm{pH = pK_a - log_{10}2 　　　　　　　　　　}　　
　\rm{pH = 4.75-0.30 　　　　　　　　　　}　　
　\rm{pH = 4.45 　　　　　　　　　　}　　

令和元年12月実施(第70回）環化　問６

令和元年12月実施(第70回）環化

※怒られるといけないので問題文は載せません。

令和元年12月実施(第70回）環化　問６
電子配置の問題
基底状態のクロム原子（原子番号２４）の電子配置

正解）
　\rm{1s^22s^22p^63s^23p^63d^54s^1 }


解説）
・1sの1や2pの2は主量子数nを表している。

n 1 2 3 4 5 6 7
電子殻 K L M N O P Q

・主量子数nに対してn個の方位量子数lが存在する。
　方位量子数lは0からn-1までの整数をとり、下の表の記号で表される。この記号が1sのsや2pのpに該当する。

l 0 1 2 3
記号 s p d f

・方位量子数lに対して(2l+1)個の磁気量子数mが存在する。
　磁気量子数mは －l から l までの整数をとる。（例　l=1の場合 m= －1、0、1）
　1個の磁気量子数に対して1つの軌道が存在する。例えばl=1の時、mは3種類の値をとれるので、p軌道は3つの軌道が存在する。

・1つの軌道に電子は2個まで収容できる。
　（スピン量子数sが異なる2個の電子　s=＋1/2、－1/2）

・電子が占有していく軌道の順序は基本的には以下の通りだが、例外もある。

1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s

　原子番号３６までで例外はクロムと銅。3d軌道は５つ軌道があるが中途半端に４つ軌道を埋めた状態よりも５つ埋めた方が安定するようだ。この説明が4d軌道でもそのまま当てはまれば良いのだが、そうはなっていないので注意。原子番号３７以降はもっと変則。

　今回の出題はクロムなので、基本的な順序だけで考えてしまうと以下の電子配置を選んでしまい間違ってしまう。
　\rm{1s^22s^22p^63s^23p^63d^44s^2 } 　（誤）


周期 元素 K L M N
1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f
1 \rm_1H 1
\rm_2He 2
2 \rm_3Li 2 1
\rm_4Be 2 2
\rm_5B 2 2 1
\rm_6C 2 2 2
\rm_7N 2 2 3
\rm_8O 2 2 4
\rm_9F 2 2 5
\rm_{10}Ne 2 2 6
3 \rm_{11}Na 2 2 6 1
\rm_{12}Mg 2 2 6 2
\rm_{13}Al 2 2 6 2 1
\rm_{14}Si 2 2 6 2 2
\rm_{15}P 2 2 6 2 3
\rm_{16}S 2 2 6 2 4
\rm_{17}Cl 2 2 6 2 5
\rm_{18}Ar 2 2 6 2 6
4 \rm_{19}K 2 2 6 2 6 1
\rm_{20}Ca 2 2 6 2 6 2
\rm_{21}Sc 2 2 6 2 6 1 2
\rm_{22}Ti 2 2 6 2 6 2 2
\rm_{23}V 2 2 6 2 6 3 2
\rm_{24}Cr 2 2 6 2 6 5 1
\rm_{25}Mn 2 2 6 2 6 5 2
\rm_{26}Fe 2 2 6 2 6 6 2
\rm_{27}Co 2 2 6 2 6 7 2
\rm_{28}Ni 2 2 6 2 6 8 2
\rm_{29}Cu 2 2 6 2 6 10 1
\rm_{30}Zn 2 2 6 2 6 10 2
\rm_{31}Ga 2 2 6 2 6 10 2 1
\rm_{32}Ge 2 2 6 2 6 10 2 2
\rm_{33}As 2 2 6 2 6 10 2 3
\rm_{34}Se 2 2 6 2 6 10 2 4
\rm_{35}Br 2 2 6 2 6 10 2 5
\rm_{36}Kr 2 2 6 2 6 10 2 6

令和元年12月実施(第70回）環化　問５

令和元年12月実施(第70回）環化

※怒られるといけないので問題文は載せません。

令和元年12月実施(第70回）環化　問５
水質汚濁防止法1条からの問題。
選択肢の中から1条に規定されていないものを選ぶ問題。

選択肢１番の『健全な水循環を維持し、又は回復するための施策を包括的に推進すること。』は規定されていない。
1条の内容は覚えておくと良いと思う。よく出る、多分。


（目的）
第一条　この法律は、工場及び事業場から公共用水域に排出される水の排出及び地下に浸透する水の浸透を規制するとともに、生活排水対策の実施を推進すること等によつて、公共用水域及び地下水の水質の汚濁（水質以外の水の状態が悪化することを含む。以下同じ。）の防止を図り、もつて国民の健康を保護するとともに生活環境を保全し、並びに工場及び事業場から排出される汚水及び廃液に関して人の健康に係る被害が生じた場合における事業者の損害賠償の責任について定めることにより、被害者の保護を図ることを目的とする。
　

引用元:水質汚濁防止法 | e-Gov法令検索


水質汚濁防止法施行令 | e-Gov法令検索
水質汚濁防止法施行規則 | e-Gov法令検索

令和元年12月実施(第70回）環化　問４

令和元年12月実施(第70回）環化

※怒られるといけないので問題文は載せません。

令和元年12月実施(第70回）環化　問４
水質汚濁防止法14条の穴埋め問題。
下の条文の赤字のところが空白で、正しい組み合わせを選ぶ問題。　

（排出水の汚染状態の測定等）
第十四条　排出水を排出し、又は特定地下浸透水を浸透させる者は、環境省令で定めるところにより、当該排出水又は特定地下浸透水の汚染状態を測定し、その結果を記録し、これを保存しなければならない。
２　総量規制基準が適用されている指定地域内事業場から排出水を排出する者は、環境省令で定めるところにより、当該排出水の汚濁負荷量を測定し、その結果を記録し、これを保存しなければならない。
３　前項の指定地域内事業場の設置者は、あらかじめ、環境省令で定めるところにより、汚濁負荷量の測定手法を都道府県知事に届け出なければならない。届出に係る測定手法を変更するときも、同様とする。
４　排出水を排出する者は、当該公共用水域の水質の汚濁の状況を考慮して、当該特定事業場の排水口の位置その他の排出水の排出の方法を適切にしなければならない。
５　有害物質使用特定施設を設置している者又は有害物質貯蔵指定施設を設置している者は、当該有害物質使用特定施設又は有害物質貯蔵指定施設について、環境省令で定めるところにより、定期に点検し、その結果を記録し、これを保存しなければならない。
　

引用元:水質汚濁防止法 | e-Gov法令検索

水質汚濁防止法施行令 | e-Gov法令検索
水質汚濁防止法施行規則 | e-Gov法令検索

令和元年12月実施(第70回）環化　問3

令和元年12月実施(第70回）環化

※怒られるといけないので問題文は載せません。

令和元年12月実施(第70回）環化　問3

大気汚染防止法15条の穴埋め問題。
「天候により」ではなく「季節により」が正解。

（季節による燃料の使用に関する措置）
第十五条　都道府県知事は、いおう酸化物に係るばい煙発生施設で季節により燃料の使用量に著しい変動があるものが密集して設置されている地域として政令で定める地域に係るいおう酸化物による著しい大気の汚染が生じ、又は生ずるおそれがある場合において、当該地域におけるいおう酸化物に係るばい煙発生施設において発生するいおう酸化物を大気中に排出する者が、当該ばい煙発生施設で燃料使用基準に適合しない燃料の使用をしていると認めるときは、その者に対し、期間を定めて、燃料使用基準に従うべきことを勧告することができる。
２　都道府県知事は、前項の規定による勧告を受けた者がその勧告に従わなかつたときは、期間を定めて、当該燃料使用基準に従うべきことを命ずることができる。
３　第一項の燃料使用基準は、環境省令で定める燃料の種類について、環境大臣が定める基準に従い、同項の政令で定める地域ごとに都道府県知事が定める。
４　環境大臣は、第一項の政令の制定又は改廃の立案をしようとするときは、関係都道府県知事の意見をきかなければならない。
５　都道府県知事は、第三項の規定により燃料使用基準を定めるときは、公示しなければならない。これを変更し、又は廃止するときも、同様とする。
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

引用元:大気汚染防止法 | e-Gov法令検索

令和元年12月実施(第70回）環化　問2

令和元年12月実施(第70回）環化

※怒られるといけないので問題文は載せません。

令和元年12月実施(第70回）環化　問2
大気汚染防止法から出題、条例で厳しい許容限度を定める事ができない物質を選ぶ問題。

ばいじん又は有害物質に係るとあり、いおう酸化物は対象外。

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。

引用元:大気汚染防止法 | e-Gov法令検索

大気汚染防止法施行令 | e-Gov法令検索
大気汚染防止法施行規則 | e-Gov法令検索

ばい煙の種類

１．硫黄酸化物
２．ばいじん
３．有害物質

第二条　この法律において「ばい煙」とは、次の各号に掲げる物質をいう。
一　燃料その他の物の燃焼に伴い発生するいおう酸化物
二　燃料その他の物の燃焼又は熱源としての電気の使用に伴い発生するばいじん
三　物の燃焼、合成、分解その他の処理（機械的処理を除く。）に伴い発生する物質のうち、カドミウム、塩素、弗化水素、鉛その他の人の健康又は生活環境に係る被害を生ずるおそれがある物質（第一号に掲げるものを除く。）で政令で定めるもの


引用元:大気汚染防止法 | e-Gov法令検索

有害物質

１．カドミウム
２．塩素
３．フッ素
４．鉛
５．窒素酸化物

（有害物質）
第一条　大気汚染防止法（以下「法」という。）第二条第一項第三号の政令で定める物質は、次に掲げる物質とする。
一　カドミウム及びその化合物
二　塩素及び塩化水素
三　弗素、弗化水素及び弗化珪けい素
四　鉛及びその化合物
五　窒素酸化物



引用元:大気汚染防止法施行令 | e-Gov法令検索