中学理科「化学変化と質量」銅の酸化と質量の関係�B

中学理科「化学変化と質量」銅の酸化と質量の関係�B

◆問題

４．０ｇの銅を完全に酸化させると５．０ｇの酸化銅が得られるとして、次の問いに答えよ。

(1) 反応する銅と酸素の質量の比を答えよ。
(2) ２．０ｇの銅は、何ｇの酸素と反応するか求めよ。
(3) １０ｇの酸化銅を得るためには、最低何ｇの銅が必要か求めよ。


この記事では(3)を解説します。


銅板と亜鉛板のセットです。実験用ですが、オブジェとしても活用できそう？



◆解答解説

化学反応は一定の割合で起こります。
(1)で求めたように、銅と酸素の質量の比は４：１です。

銅と酸素が４：１なら、できる酸化銅の比は５ですね。

銅の質量が変わっても、この比は変わりません。

１０ｇの酸化銅を得るために必要な銅をｘｇとすると、

１０：ｘ＝５：４
　　５ｘ＝４０
　　　ｘ＝８

有効数字を２桁とすれば、８．０ｇ


この問題の最初に戻る→(1) 反応する銅と酸素の質量の比を答えよ。


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中学理科「化学変化と質量」銅の酸化と質量の関係�A

中学理科「化学変化と質量」銅の酸化と質量の関係�A

◆問題

４．０ｇの銅を完全に酸化させると５．０ｇの酸化銅が得られるとして、次の問いに答えよ。

(1) 反応する銅と酸素の質量の比を答えよ。
(2) ２．０ｇの銅は、何ｇの酸素と反応するか求めよ。
(3) １０ｇの酸化銅を得るためには、最低何ｇの銅が必要か求めよ。


この記事では(2)を解説します。


銅板と亜鉛板のセットです。実験用ですが、オブジェとしても活用できそう？



◆解答解説

化学反応は一定の割合で起こります。
(1)で求めたように、銅と酸素の質量の比は４：１です。

銅の質量が変わっても、この比は変わりません。

２．０ｇの銅に対してｘｇの酸素が反応するので、比例式を作ると、

２．０：ｘ＝４：１

あとは普通に解いて、

４ｘ＝２
　ｘ＝１／２

有効数字を２桁とすれば、０．５０ｇの酸素と反応する。ということができます！


次の問題→(3) １０ｇの酸化銅を得るためには、最低何ｇの銅が必要か求めよ。


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中学理科「化学変化と質量」銅の酸化と質量の関係�@

中学理科「化学変化と質量」銅の酸化と質量の関係�@

◆問題

４．０ｇの銅を完全に酸化させると５．０ｇの酸化銅が得られるとして、次の問いに答えよ。

(1) 反応する銅と酸素の質量の比を答えよ。
(2) ２．０ｇの銅は、何ｇの酸素と反応するか求めよ。
(3) １０ｇの酸化銅を得るためには、最低何ｇの銅が必要か求めよ。


この記事では(1)を解説します。


銅板と亜鉛板のセットです。実験用ですが、オブジェとしても活用できそう？



◆解答解説

化学反応は一定の割合で起こります。
反応の材料となる物質は、決まった割合で反応し、必要な材料の一部だけでもなくなったらそれ以上反応は進まない。というイメージです。

「４．０ｇの銅を酸化したら５．０ｇの酸化銅が得られる」ので、質量が１．０ｇ増えています。
この増えた分が酸素ですね。

つまり、銅４．０ｇには酸素１．０ｇが反応する。ということができます。
だから、銅と酸素の質量の比は

４：１

ですね！


次の問題→(2) ２．０ｇの銅は、何ｇの酸素と反応するか求めよ。


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中学理科「濃度」濃度４０％の塩酸を薄めて２％にする

中学理科「濃度」

◆問題

濃度４０％の塩酸が２０ｇある。この塩酸を水で薄めて２％の塩酸を作りたい。水を何ｇ加えれば良いか求めよ。


◆解答解説

濃度の計算の問題です。
理科の場合、計算が出てきた時点で問答無用でパス！という人も多いかと思いますが、濃度の計算は数学との共通分野でもあるので、これができるようになれば一石二鳥ですよ！安易に諦めず、できることをやっていきましょう！

濃度の問題では、溶けている物質つまり溶質の質量を表すことが大切です。

「塩酸」はＨＣｌの水溶液で、「４０％の塩酸」は、水溶液の質量２０ｇのうち４０％がＨＣｌである。ということです。
２０ｇの４０％は、

２０×(４０／１００)

で表すことができますね。


薄めた後の水溶液についても同様に考えてみましょう！

水は何ｇ加えるかわからないのでｘｇとしておきます。

２０ｇの塩酸にｘｇの水を加えると、合計で何ｇでしょうか？
もちろん、(２０＋ｘ)ｇですね！

「水を加えて２％にする」ので、(２０＋ｘ)ｇの２％がＨＣｌである。ということができます。
つまり、含まれるＨＣｌの質量は、

(２０＋ｘ)×(２／１００)

と表すことができますね。


水を加えても含まれるＨＣｌの質量は変わらないので、水を加える前の２０×(４０／１００)と、水を加えた後の(２０＋ｘ)×(２／１００)は等しいはずです。
等しいならイコールで結ぼう！と考えて、

(２０＋ｘ)×(２／１００)＝２０×(４０／１００)

このような方程式ができました。
あとは普通に計算です。
まずは両辺に１００を掛けると、

(２０＋ｘ)×２＝２０×４０

カッコを外して移項などをしていけば・・・

４０＋２ｘ＝８００
　　　２ｘ＝８００−４０
　　　２ｘ＝７６０
　　　　ｘ＝３８０

ということで、水は３８０ｇ加えればよい。とわかりました！


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中学理科「化学反応式」炭酸水素ナトリウムの熱分解

中学理科「化学反応式」炭酸水素ナトリウムの熱分解


炭酸水素ナトリウムは加熱すると３つの物質に分解されます。

炭酸ナトリウム、水、二酸化炭素です。

中学レベルとしては、難易度高めですが、身近な物質でもあるので、最近よく出題されているように感じます。(まさに、2021年茨城県立高校入試にも出題されました)

化学反応式も作れるようにしておくとよいです。


基本的な手順は化学反応式の基本的な作り方をご覧ください。


�@それぞれの物質名を書く
炭酸水素ナトリウム→炭酸ナトリウム＋水＋二酸化炭素

�A化学式を書く
ＮａＨＣＯ3→Ｎａ2ＣＯ3＋Ｈ2Ｏ＋ＣＯ2

�B原子の個数が合っていないので、足りない方の係数を増やして合わせる
２ＮａＨＣＯ3→Ｎａ2ＣＯ3＋Ｈ2Ｏ＋ＣＯ2

�C両辺ともに、ナトリウムは２個、水素は２個、炭素は２個、酸素は６個で、原子数が合ったのでこれで完成！


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中学理科(用語)「オームの法則」

中学理科(用語)「オームの法則」

★オームの法則(Ohm's law)

電気回路では、電流Ｉ・電圧Ｖ・抵抗Ｒの間に一定の関係Ｖ＝ＩＲが成り立ちます。
これをオームの法則といいます。


「Ｖ＝ＩＲ」は、そのまま見れば、「電圧は電流と抵抗の積」を意味しますが、実用的には、

「Ｖ，Ｉ，Ｒの３のパラメータのうち２つがわかれば残り１つがわかる。」

と理解しておいた方がよいです。

また、式を変形すれば「Ｉ＝Ｖ／Ｒ」「Ｒ＝Ｖ／Ｉ」を、簡単に導くことができますね。
これら変形した形は「覚える」よりも「導く」ようにしておいた方が応用が利くと思います。


◆関連項目
電流、電圧、抵抗、電位、リアクタンス、インピーダンス


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中学理科、高校物理(用語)「等速直線運動」

中学理科、高校物理(用語)「等速直線運動」

★等速直線運動(uniform linear motion)

重力の働かない宇宙空間を飛翔する物体のように、速度の変化しない運動のこと。

物体が力を受けていないまたは、物体が受ける力の合力がゼロであるときに、物体は等速直線運動をする。


物理の問題では、「なめらかな水平面上」などを移動する物体は、摩擦力を無視できるとして、等速直線運動をすると考えます。

「等加速度直線運動」と「等速直線運動」は文字の見た目が似ているので、勘違いしないように気をつけましょう！


◆関連項目
速度、速さ、加速度、等加速度運動


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中学理科「物理的分野」「記録タイマー」

中学理科「物理的分野」「記録タイマー」

記録タイマーは、一定の時間間隔で打点する装置で、５０Ｈｚの電源ならば、１秒間に５０回打点します。
一定の時間間隔で打点するので、その間隔を調べることで、物体の運動の速さを調べることができます。

５０Ｈｚの場合、打点の時間間隔は１／５０秒です。

普通の問題では、５打点を１セットにして、５／５０＝１／１０＝０．１秒を基準にして扱うことが多いです。

５打点ごとに記録テープを切断し、「テープ１本＝０．１秒」と考えます。

例えば、５打点の距離が１０ｃｍならば、０．１秒で１０ｃｍなので、１秒ならばその１０倍の１００ｃｍ進むことになります。
つまり、この場合の速さは１００ｃｍ／秒ですね。


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中学理科「中和反応」

中学理科「中和反応」

中和反応は、酸性の水溶液とアルカリ性の水溶液が反応して起こります。

具体的には、水素イオンと水酸化物イオンが反応して水ができる反応が中和反応です。

Ｈ+＋ＯＨ-→Ｈ2Ｏ

ですね。

中和反応が起こってできる水以外の物質を「塩(えん)」と言います。


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中学理科「化学反応式」銀の酸化

中学理科「化学反応式」銀の酸化

中学理科で「銀の酸化」の化学反応式に関する問題がよく出題されます。
よく出てくるので、覚えてしまう人も多いと思いますが、論理的に考えて式を作れるようにしておいた方がよいです。

基本的な手順は化学反応式の基本的な作り方をご覧ください。

銀の酸化を化学反応式で表すときは・・・

�@それぞれの物質名を書く
銀＋酸素→酸化銀

�A化学式を書く
Ａｇ＋Ｏ2→Ａｇ2Ｏ

�B�C酸素の個数が合っていないので、足りない方の係数を増やして合わせる
Ａｇ＋Ｏ2→２Ａｇ2Ｏ

�DＡｇも合ってないので、足りない方を増やす
４Ａｇ＋Ｏ2→２Ａｇ2Ｏ

�E銀原子は両辺に４個ずつ、酸素原子は両辺に２個ずつ。すべて合ったので、これで完成！


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中学理科「化学反応式」の作り方

中学理科「化学反応式」の作り方

中学レベルでは、代表的な化学反応式を覚える。という対処方法で、問題は正解できますが、
その後のことを考えると、以下の次のような手順で作ることを理解しておいた方良いです。

�@反応前と反応後の物質名を書く
�A書いた物質名の化学式を書く
�B両辺のそれぞれの原子の個数を比べて、数が合っていないものを見つける
�C数が合っていない原子は、足りない方の化学式の前の係数を増やして合わせる
�D化学式の係数を増やした結果、他の原子の数が合わなくなっている場合は、�B�Cと同様に合わせる
�E全部の原子の個数が合えば完成！

注意点としては、正しい化学式を書いたら、右下の小さい数は変更してはいけない。ということです。
たとえば、ＣＯ2のＣの数が足りない場合に、Ｃ2Ｏ2などとしてはいけません。そんな物質はない。または、その化学反応式では登場しない物質だからです。

一方、係数はその物質の個数を表すので、個数を変更したい場合は、係数を変更します。

また別の記事で、具体的な化学反応式を用いて解説したいと思います。


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