小学校～中学校 化学 クイズ①

気体が固体に状態変化することを何というか。

• 凝固
• 凝結
• 昇華
• 蒸発

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物質の三態である固体・液体・気体は温度と圧力によって変化する。 問題文である気体が固体に変化することは昇華と言い、反対に固体が気体に変化する場合も昇華と言うため注意しなければならない。 気体→液体は凝縮、液体→気体は蒸発、液体→固体は凝結、固体→液体は融解と言う。

青色のリトマス紙を赤色に変える水溶液は、（ア）の水溶液であり、 赤色のリトマス紙を青色に変える水溶液は、（イ）の水溶液である。 （ア）、（イ）にあてはまるものは？

• （ア）アルカリ性（イ）酸性
• （ア）中性（イ）酸性
• （ア）酸性　（イ）アルカリ性
• （ア）アルカリ性　（イ）中性

Answer explanation

青色のリトマス紙のみを赤色に変えるものを酸性の水溶液、赤色リトマス紙のみを青色に変えるものをアルカリ性の水溶液という。中世の水溶液は、赤、青のリトマス紙のどちらの色も変えない。酸性の水溶液には、塩酸や炭酸水があり、それらは、マグネシウムなどの金属を溶かし、水素を発生させる。アルカリ性の水溶液には、石灰水やアンモニア水があり、タンパク質を溶かす働きを持つ。また、リトマス紙以外にも、BTB溶液やムラサキキャベツ、万能試験紙など水溶液を分類する方法がある。さらに、ｐH（水素イオン指数）という酸性かアルカリ性かを示す尺度も存在している。ここでは、水素イオン（H⁺）が酸性、水酸化物イオン（OH⁻）がアルカリ性、ｐH７が中性を表す。ｐH７よりも小さいものを酸性、ｐH７よりも大きいものをアルカリ性の水溶液としている。酸性の水溶液では、水素イオンの濃度が水酸化物イオンの濃度よりも高い。一方で、アルカリ性の水溶液では、水酸化物イオンの濃度が水素イオンの濃度よりも高い。中性の水溶液では、水素イオンと水酸化物イオンの両方が含まれていない（例：食塩水：NaCl→Na⁺＋Cl⁻）

A、B、C、Dの水または水溶液があります。食塩水、塩酸、アンモニア水、ミョウバン水のいずれかが当てはまります。それぞれがA、B、C、Dのどれにあてはまるか下の条件を参考に答えましょう。

・それぞれ透明で見た目の区別はつきません。

・それぞれにマグネシウム金属を入れたところ、Dだけが反応し、金属を溶かしました。

・B,Dは刺激臭がしました。

・A,Cを蒸発させると白い固体が析出しました。

・Aから析出した物体は水の温度を上げても溶解する量は変わりませんでしたが、Cは水の温度を上げると溶解する量が増えました。

・リトマス紙でそれぞれの性質を調べたところ、C,Dは酸性、Aは中性、Bはアルカリ性でした。

• A食塩水　B塩酸　Cアンモニア水　Dミョウバン水
• Aアンモニア水　Bミョウバン水　C食塩水　D塩酸
• A食塩水　Bアンモニア水　Cミョウバン水　D塩酸
• いずれも違う

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二つ目の条件は、イオン化傾向より塩酸のみがマグネシウム金属を溶かすことがわかる。 三つ目の条件より、B,Dどちらかがアンモニア水または塩酸とわかる。二つ目の条件よりBがアンモニア水 四つ目の条件より、白い固体が析出されるとあるので、A,Cは食塩水かミョウバン水であることがわかる。 五つ目の条件から、ミョウバンの溶解は吸熱反応であり、水の温度が上がるにつれて溶解量が増えるためCがミョウバン水であることがわかる。 六つ目の条件から、塩酸は水溶液として存在するとき、水分子との相互作用によって乖離し、水素イオンが水溶液中に存在するため酸性、ミョウバンは溶けるとアルミニウムイオンが生じ、それを加水分解すると水素イオンが生じるので溶液は弱酸性、食塩水には水素イオンや他の性質に影響を与える物が含まれていないため中性、アンモニアは水溶液中で水の水素イオンと結合し、アンモニアイオンと水酸化物イオンを生じさせるため、アルカリ性であることがそれぞれわかる。 上記の条件を総合させると答えは3

1本の集気びんの中に火のついたろうそくを入れて、ふたをし、火が消えたら取り出した。その時に発生した気体が二酸化炭素であることを調べる方法で正しいものをすべて答えなさい。

• 石灰水を入れてふる
• できた気体を水に溶かしてBTB溶液に溶かすと色が青色に変化する
• できた気体を水に溶かして青色のリトマス紙の色が変わるか確かめる
• できた気体を水に溶かして赤色のリトマス紙の色が変わるか確かめる

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ろうそくの原料となるろうは炭素鎖をもつ有機化合物であるから炭素を含んでいる。ろうが燃焼すると、その中に含まれる炭素と空気中の酸素が反応することで、C+O2→CO2という化学反応式に基づいて二酸化炭素が発生する。二酸化炭素は石灰水とCa(OH)2+CO2→CaCO3+H2Oという反応を行い、その結果炭酸カルシウムが水を白濁させる。また二酸化炭素を水に溶かすと炭酸水ができ、その性質は酸性であるため緑色のBTB溶液を黄色に変化させたり、青色リトマス紙を赤色に変化させる作用がある。逆にアルカリ性水溶液にBTB溶液を加えると溶液の色が青色に変化するため炭酸水を加えても青色に変化しない。さらに赤色リトマス紙はアルカリ性物質に触れると青色に変化するため炭酸水をつけても色は変化しない。

青色リトマス紙を赤色に変化させるものはどれでしょう？

• 砂糖水
• ミョウバン水
• 食塩水
• アンモニア水

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リトマス紙を使うことで水溶液の性質を調べることができる。青色リトマス紙を赤色に変化させる水溶液は酸性であり、赤色リトマス紙を青色に変化させる水溶液はアルカリ性、リトマス紙の色を変化させない水溶液は中性である。砂糖水と食塩水は中性であるためリトマス紙の色は変化しない。アンモニア水はアルカリ性であるため赤色リトマス紙が青色に変化する。したがって、青色リトマス紙を赤色に変化させるのは酸性のミョウバン水である。

石灰水にストローで息を吹き込むと石灰水は白く濁りました。そして、さらに多量の息を吹き込むと石灰水はどうなるでしょうか。適切な選択肢を選んでください。

• 変わらず白く濁ったままである。
• 無色透明になる。
• 褐色になる。
• 白い半透明になる。

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石灰水の正式名称は水酸化カルシウムといい、化学式はCa(OH)２である。この水溶液に二酸化炭素を加えると、以下の反応が起こる。 CO2＋Ca(OH)2→CaCO3＋H2O 白い濁りの正体はこの炭酸カルシウム（CaCO3）である。ここにさらに二酸化炭素を加えると、さらに以下の反応が起こる。 CO2＋H2O＋CaCO3→Ca(HCO3)2 この時発生する炭酸カルシウムは水中に溶けて見えなくなるため、無色透明になる。

理科室の様子で正しいものを選ぼう

• 1.元栓が開いている。
• 2.ぞうきんはぬれたものを用意する。
• 3.電気器具はコンセントに差し込んだままにしておく。
• 4.もえるごみ用、もえないごみ用のごみ箱を用意し、乾電池はもえないごみ用にいれる。

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1は「開いている」の部分が間違っている。実験を行わない時には元栓をしめておかなければならない。元栓が開いたまま放置していることが直接ガス漏れなどにつながるわけではないが、元栓が固着して閉められなくなるなどの危険性があるため、使用しない時は閉めておく必要がある。 3は「差し込んだまま」の部分が間違っている。長時間、差した状態にしておくとコンセントと電源プラグの間にだんだんとホコリがたまる。そのホコリが湿気を吸うことで両極端のプラグの間で火花放電が繰り返されることがある。(トラッキング現象)その結果、両極端の絶縁状態が悪くなり発熱、さらには発火にいたり火事の原因になる。 4は「乾電池をもえないごみ用にいれる」の部分が間違っている。乾電池は不燃ごみで廃棄してしまうと発火の原因になる。正しい、乾電池の処分の仕方は、端子の部分にテープ(セロハンテープ、ビニールテープ、ガムテープなど)を貼り、電流が流れない状態(絶縁)にしてから、自治体の指示に従って捨てなければならない。 2は正答となる。火を扱う授業の際は濡れた雑巾を用意しておく。濡れた雑巾を火にかぶせると、空気が入れ替わりにくくなり、燃えるために必要な酸素が足りなくなり火が消える。

瓶の中にろうそくが１本あります。ろうそくが燃え続けるにはどの選択肢が正しいでしょうか。

• ふたを取り、底は閉じる。
• ふたは閉じていて、底に隙間がある。
• ふたを取り、底に隙間を作る。
• ふたと底を閉じる。

Answer explanation

ものが燃え続けるためには空気が絶えず入れかわることが必要。火によってあたためられた空気は空気は上に上るため空気穴が下だけでは燃え続けられない。隙間が小さくても、上と下が空いていれば燃え続ける。また上が開いていても隙間が小さいと燃え続けられない。

希塩酸と反応する物質を全て答えよ

• マグネシウム
• アルミニウム
• 銅
• 金

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これは物質のイオン化傾向から説明できる。実は1から4の順にイオン化傾向が小さくなっておりイオン化傾向が大きいほど反応性が高い。鉛までが希塩酸などの薄い酸と反応してH2を発生する。よって鉛よりイオン化傾向が大きいマグネシウムとアルミニウムが塩酸と反応する。また、イオン化傾向からは空気中での反応性や水との反応性も読み取ることができる。銅は酸化力の強い酸と反応し、常温では徐々に酸化され表面に酸化皮膜ができる。水とは反応しない。金は基本的に反応しにくく、空気中、水とは反応しない。酸は王水と反応する。

顕微鏡の視野を広げるための方法として、正しいものはどれか。

• 観察対象を顕微鏡の中心に置く
• 対物レンズを低倍率に交換する
• 目のピントを合わせる
• 照明の強さを上げる

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(✕)1：観察対象を顕微鏡の中心に置く 観察がしやすくなりますが、視野の広さを変えることには関係しません。 (〇)2：対物レンズを低倍率に交換する 対物レンズを低倍率にすることで、視野が広がります。 (✕)3：目のピントを合わせる 観察の快適性には効果がありますが、視野の広さを変える事には関係しません。 (✕)4：照明の強さを上げる 観察対象の明るさを調節できますが、視野の広さを変える事には関係しません。