原子・分子・化学式・化学反応式 ── 問題
基礎
- NH₃ に含まれる水素原子は全部で何個ですか。
- 次の物質のうち、化合物はどれですか。 （ア 鉄 Fe イ 水 H₂O ウ 酸素 O₂ エ 銅 Cu）
- 原子の性質として誤っているものはどれですか。 （ア 化学変化で他の種類の原子に変わる イ 種類によって質量や大きさが決まっている ウ 化学変化でそれ以上分けられない エ 化学変化で新しくできたりなくなったりしない）
- 分子をつくらない物質はどれですか。 （ア 酸素 イ 二酸化炭素 ウ 塩化ナトリウム エ 水）
- 水を電気分解したとき、陰極に集まる気体と、陽極の気体との体積の比はどれですか。 （ア 酸素。水素：酸素 = 1：1 イ 酸素。水素：酸素 = 2：1 ウ 水素。水素：酸素 = 1：2 エ 水素。水素：酸素 = 2：1）
- 炭酸水素ナトリウムを加熱するとき、試験管の口を少し下げる理由はどれですか。 （ア 中の固体がこぼれないようにするため イ できた水が加熱部に流れて割れるのを防ぐため ウ 発生した気体が外に出やすくなるようにするため エ 炎が試験管に当たりやすくするため）
標準
- マグネシウムの酸化の化学反応式として正しいものはどれですか。 （ア Mg + O → MgO イ 2Mg + O₂ → Mg₂O₂ ウ 2Mg + O₂ → 2MgO エ Mg + O₂ → MgO）
- 水の電気分解 2H₂O → 2H₂ + O₂ で、水素が 12 cm³ 発生したとき、同時に発生する酸素は何 cm³ ですか。
- 炭酸水素ナトリウムを加熱したときに出る気体の確認方法はどれですか。 （ア 石灰水を白くにごらせる イ 線香を入れると激しく燃える ウ 水によく溶け、フェノールフタレイン液を濃い赤色にする エ 塩化コバルト紙を青色から赤色に変える）
- 鉄と硫黄の混合物を加熱してできた物質（硫化鉄）の性質として正しいものはどれですか。 （ア 磁石につかず、塩酸を加えても気体は出ない イ 磁石につき、塩酸を加えると無臭の気体が出る ウ 磁石につかず、塩酸を加えると卵の腐ったようなにおいの気体が出る エ 磁石につき、塩酸を加えると卵の腐ったようなにおいの気体が出る）
- 水の電気分解で、水に少量の水酸化ナトリウムを溶かす理由はどれですか。 （ア 水素だけを多く発生させるため イ 純粋な水は電流がほとんど流れないため ウ 酸素だけを多く発生させるため エ 水の温度を上げて、分解の反応を速めるため）
- 加熱実験で、ガラス管を石灰水から抜いてから火を消す理由はどれですか。 （ア 石灰水の白いにごりを保つため イ 発生した気体が出続けるのを止めるため ウ 石灰水が逆流して試験管が割れるのを防ぐため エ ガラス管が熱くなりすぎるのを防ぐため）
- 水素の燃焼の化学反応式は 2H₂ + O₂ → 2H₂O である。酸素分子が 8 個反応すると、水分子は何個できますか。
- 炭酸水素ナトリウムを加熱すると、試験管の口に液体がつき、出てきた気体は石灰水を白くにごらせた。加熱後に残った白い固体は水によく溶け、フェノールフタレイン液で濃い赤色になった。残った白い固体はどれですか。 （ア 水酸化ナトリウム イ 炭酸水素ナトリウム ウ 炭酸ナトリウム エ 塩化ナトリウム）
- 黒色の酸化銀を加熱すると白っぽい固体が残り、発生した気体の中に火のついた線香を入れると炎を上げて燃えた。白っぽい固体を薬さじでこすると光った。発生した気体と残った固体の組み合わせはどれですか。 （ア 酸素と酸化銀 イ 二酸化炭素と銀 ウ 水素と銀 エ 酸素と銀）
- 水に少量の水酸化ナトリウムを溶かして電気分解し、集まった気体の体積を測った。 時間（分）｜2｜4｜6 陰極側（cm³）｜2.0｜4.0｜6.0 陽極側（cm³）｜1.0｜2.0｜3.0 陰極側の気体にマッチの火を近づけたときのようすと、気体の名前の組み合わせはどれですか。 （ア 線香が炎を上げて燃える ── 酸素 イ ポンと音を立てて燃える ── 酸素 ウ 火が消える ── 二酸化炭素 エ ポンと音を立てて燃える ── 水素）
発展
- 「2H₂」が表しているものはどれですか。 （ア 水素原子 4 個がばらばらにある イ 水素分子 2 個（水素原子 4 個） ウ 水素原子 2 個 エ 水素分子 1 個と水素原子 2 個）
- 水の電気分解 2H₂O → 2H₂ + O₂ で、水分子 10 個が分解した。できた水素分子と酸素分子は、合わせて何個ですか。
- 加熱前の炭酸水素ナトリウムと加熱後に残った固体を同じ量ずつ水に入れ、フェノールフタレイン液を加えた。加熱前はうすい赤色、加熱後は濃い赤色になった。この結果から言えることはどれですか。 （ア 加熱で水が抜けて、同じ物質がこくなっただけ イ 加熱によって、酸性の物質ができた ウ 加熱によって、性質のちがう別の物質ができた エ 加熱によって、物質の質量がふえた）
原子・分子・化学式・化学反応式 ── 解答
基礎
- 3 NH₃ 1 個に水素原子は 3 個。分子（または単位）が 1 個なので 3 × 1 = 3 個。
- イ 水 H₂O 単体は 1 種類の元素だけでできた物質（O₂・Fe・Cu）、化合物は 2 種類以上（H₂O・CO₂・NaCl）。
- ア 化学変化で他の種類の原子に変わる 原子は化学変化で種類が変わらない。分けられない・なくならない・種類ごとに質量が決まっている。
- ウ 塩化ナトリウム 金属・NaCl・CuO などは原子が規則的に並んでいて分子という単位をもたない。
- エ 水素。水素：酸素 = 2：1 2H₂O → 2H₂ + O₂。陰極に水素が体積 2、陽極に酸素が体積 1。
- イ できた水が加熱部に流れて割れるのを防ぐため 発生した水が熱いガラスに触れると割れるおそれがある。
標準
- ウ 2Mg + O₂ → 2MgO 矢印の左右で原子の種類と数が同じになるように係数を合わせる。化学式の中の小さい数字は変えない。正しい式：2Mg + O₂ → 2MgO。
- 6 発生する気体の体積比は 水素 : 酸素 = 2 : 1。12 ÷ 2 = 6 cm³。
- ア 石灰水を白くにごらせる 気体 CO₂ は石灰水。液体 H₂O は塩化コバルト紙（青→赤）。炭酸ナトリウムは元の炭酸水素ナトリウムよりよく溶け強いアルカリ性。酸化銀からは酸素が出るので線香が激しく燃える。
- ウ 磁石につかず、塩酸を加えると卵の腐ったようなにおいの気体が出る Fe + S → FeS。鉄とは別の物質になるので磁石につかない。塩酸で硫化水素（有毒・卵の腐ったにおい）。加熱前の混合物は磁石につき、塩酸で水素が出る。
- イ 純粋な水は電流がほとんど流れないため 電解質を溶かして電流を流れやすくする。水酸化ナトリウム自体は分解されない。
- ウ 石灰水が逆流して試験管が割れるのを防ぐため 火を消すと試験管内の気体が冷えて体積が減り、石灰水が吸い上げられて逆流する。
- 16 化学反応式の係数は、反応する粒子の数の比を表す。酸素分子 : 水分子 = 1 : 2 なので、8 × 2/1 = 16 個。
- ウ 炭酸ナトリウム 2NaHCO₃ → Na₂CO₃ + CO₂ + H₂O。残るのは炭酸ナトリウムで、もとの炭酸水素ナトリウムより水によく溶け、強いアルカリ性を示す。
- エ 酸素と銀 線香を激しく燃やすのは酸素。こすると光る（金属光沢）白い固体は銀。2Ag₂O → 4Ag + O₂ の分解。
- エ ポンと音を立てて燃える ── 水素 陰極には水素、陽極には酸素が 2 : 1 の体積で集まる（表でも 2 : 1）。水素はマッチの火で音を立てて燃える。
発展
- イ 水素分子 2 個（水素原子 4 個） 係数 2 は分子の数。H₂ は水素原子 2 個でできた分子なので、原子は合計 4 個。
- 15 水分子 2 個から水素分子 2 個と酸素分子 1 個ができる。水素分子は 10 個、酸素分子は 5 個で、合わせて 15 個。原子の数（H 20 個・O 10 個）は反応の前後で変わらない。
- ウ 加熱によって、性質のちがう別の物質ができた 同じ量なのにアルカリ性の強さ（色の濃さ）がちがうので、加熱後の固体はもとと別の物質（炭酸ナトリウム）。性質が変わったことが化学変化（分解）の証拠になる。
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