技術士 過去問
令和4年度（2022年）
問21 (基礎科目「材料・化学・バイオに関するもの」 問3)
問題文
金属材料に関する次の記述の、（ ）に入る語句及び数値の組合せとして、適切なものはどれか。
ニッケルは、（ ア ）に分類される金属であり、ニッケル合金やニッケルめっき鋼板などの製造に使われている。
幅0.50m、長さ1.0m、厚さ0.60mmの鋼板に、ニッケルで厚さ10μmの片面めっきを施すには、（ イ ）kgのニッケルが必要である。このニッケルめっき鋼板におけるニッケルの質量百分率は、（ ウ ）％である。ただし、鋼板、ニッケルの密度は、それぞれ、7.9×103kg／m3、8.9×103kg／m3とする。
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問題
技術士 第一次試験 令和4年度（2022年） 問21（基礎科目「材料・化学・バイオに関するもの」 問3） （訂正依頼・報告はこちら）
金属材料に関する次の記述の、（ ）に入る語句及び数値の組合せとして、適切なものはどれか。
ニッケルは、（ ア ）に分類される金属であり、ニッケル合金やニッケルめっき鋼板などの製造に使われている。
幅0.50m、長さ1.0m、厚さ0.60mmの鋼板に、ニッケルで厚さ10μmの片面めっきを施すには、（ イ ）kgのニッケルが必要である。このニッケルめっき鋼板におけるニッケルの質量百分率は、（ ウ ）％である。ただし、鋼板、ニッケルの密度は、それぞれ、7.9×103kg／m3、8.9×103kg／m3とする。
- ア：レアメタル イ：4.5×10−2 ウ：1.8
- ア：ベースメタル イ：4.5×10−2 ウ：0.18
- ア：レアメタル イ：4.5×10−2 ウ：0.18
- ア：ベースメタル イ：8.9×10−2 ウ：0.18
- ア：レアメタル イ：8.9×10−2 ウ：1.8
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この過去問の解説 （3件）
01
ニッケルはレアメタルです。
ニッケルの必要量： 0.50ｍ×1.0ｍ×10×10-6ｍ＝5×10−6ｍ3
密度8.9×10−3 kg/m3をかけて、
5×10−6ｍ3×8.9×10−3 kg/m3 ＝4.5×10−2kg
鋼板の必要量：0.50ｍ×1.0ｍ×0.6×10-3ｍ×7.9×103kg/m3＝2.37 kg
4.5*10-2 / 2.37 = 1.86%
本選択肢が正解です。
単純な計算問題でした。
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02
金属材料に関する基本的な問題です。
ニッケルはレアメタルとなります。
計算の方法ですが、
鋼板にメッキする必要量： 0.5ｍ×1ｍ×10×10-6ｍ＝5×10-6ｍ3で、
密度は 8.9×103 kg/m3ですから、
5×10-6ｍ3 ×8.9×103 kg/m3 ＝4.5×10-2kgとなります。
こちらから、
ニッケルめっき鋼板における、質量百分率が計算で出ます（1.86％）。
レアメタルであり、めっき必要量4.5×10-2kg、質量百分率1.86％ですから、この選択肢が正解です。
実地計算がやや面倒ですが、正解は出やすいかと思います。
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03
ニッケルは「レアメタル」に分類される金属です。レアメタルとは、産出量が少なく、特定の用途で重要な金属のことを指します。
（イ）の計算式
ニッケルの体積：V=幅×長さ×厚さ=0.50×1.0×10×10-6=5.0×10-6m3
ニッケルの質量：m=V×p=5.0×10-6×8.9×103=4.5×10-2kg
（ウ）の計算式
鋼板の質量：m鋼板=幅×長さ×厚さ×ρ鋼板=0.50×1.0×0.60×10−3×7.9×103=2.37kg
質量百分率：mニッケル/m鋼板+mニッケル×100
=4.5×10−2/2.37+4.5×10−2×100≈1.8 %
適切です。
厚さや長さが異なる単位で与えられている場合、統一してから計算するようにしましょう。
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