中1理科の「物質の状態変化(沸点・融点など)」のポイント・練習問題

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物質の状態変化の練習問題です。学習のポイントは、それぞれの物質の状態での特徴をつかんでいきましょう。

状態変化

物質の状態は、固体、液体、気体の3つ。加熱や冷却で、物質の状態が変わることを状態変化という。ナフタレインのように、液体の状態を経ないで、固体⇔気体の変化する(昇華するという。)物質もある。

また、物質の状態が変化しても、質量自体は変わりません。しかしながら、液体の状態の水やエタノールが気体の状態になると、体積が大きく増えます。気体の状態から、液体の状態になると、体積は逆に大きく減ります。液体⇔個体の変化では、水とロウで変わるので、以下を参照してください。
参照中1理科の「ロウソクと水の状態(質量・体積・密度)変化」についてのまとめ

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融点

融点…固体の物質を加熱すると、じわじわと温度が上昇してきます。ある温度に達すると温度がそれ以上上昇しなくなります。このとき物質は融け始め、固体から液体に状態が変化していきます。このときの温度のこと。つまり、融点は、物質が溶け始める温度ということ。
純粋な物質の沸点は、物質によって決まった値を示し、沸騰中の温度が一定で変化しません。水の沸点は、100℃、エタノールの沸点は約78℃です。

水とエタノールの混合物の温度変化は、混合物なので、加熱するとエタノールの沸騰付近で沸騰をはじめ、温度の上昇がゆるやかになり、一定にはなりません。加熱を続けると、沸騰しながら上昇し、水の沸点で一定になります。

沸点

沸点…物質が完全に融け終わると、また温度が上昇しはじめます。ある温度に達すると今度は沸騰が始まり、温度が一定で上昇しなくなります。このときの温度。つまり、沸点は、物質が沸騰しはじめる温度ということ。

  • 融点に達するまでは、固体だけの状態
  • 融点のときは、固体と液体が混じっている状態
  • 融点から沸点の間のときは、液体だけの状態
  • 沸点のときは、液体と気体が混じっている状態
  • 沸点より温度が高いときは、気体だけの状態

蒸留

蒸留とは、液体を沸騰させて、出てくる期待を冷やして再び液体にして取り出すことです。蒸留を使った混合物の分離は、沸点のちがいを利用し、蒸留することによって分離できます。はじめに沸点の低い物質が気体となって多く出てきます。

水とエタノールの混合物の蒸留では、はじめエタノールが沸騰し、次に水が沸騰します。エタノールの沸点付近で集まる液体にはエタノールが多く、水の沸点付近で集まる液体はほとんどが水となります。

混合物を分ける方法

蒸留

沸点の違いを利用して、混合物を分ける。
液体 + 液体を分ける〔例〕水 + エタノール(赤ワインなど)

蒸発法

水がなくなるまで加熱し、蒸発させる。
[液体 + 固体]を分ける。〔例〕水 + 食塩 [食塩水]

再結晶

溶媒(水)にとけている物質を、温度を下げていくことで結晶として取り出す。
[液体 + 固体]を分ける。〔例〕ホウ酸など

物質の状態変化の練習問題

次の問いに答えよ。
(1)水のように、形は自由に変化し、体積はほとんど変化しない物質の状態を何というか。
(2)氷のように、形も体積もほとんど変化しない物質の状態を何というか。
(3)水蒸気のように、形も体積も自由に変化する物質の状態を何というか。
(4)氷・水・水蒸気のように、温度変化によって物質の状態が変わることを何というか。
(5)固体が液体になることを何というか。
(6)液体が固体になることを何というか。
(7)液体が気体になることを何というか。
(8)気体が液体になることを何というか。
(9)固体が気体になることを何というか。
(10)気体が固体になることを何というか。
(11)状態変化では、体積は変化するか、しないか。
(12)状態変化では、質量は変化するか、しないか。
(13)固体が液体になる温度を何というか。
(14)液体が気体になる温度を何というか。
(15)一般に融点や沸点が一定なのは、混合物か、純粋な物質のどちらか。
(16)液体が加熱されて、液体の内部からもさかんに泡が出ている現象を何というか。
(17)液体が、表面から気体になる現象を何というか。
(18)液体を加熱して沸点をはかる実験のときに、沸騰石を入れるのはなぜか。
(19)混合物の液体を熱して気体にし、出てきた気体を冷やして純粋な液体を得る操作を何というか。
(20)水の融点は何度か。

解答

(1)液体
(2)固体
(3)気体
(4)状態変化
(5)融解
(6)凝固
(7)気化
(8)液化(凝結)
(9)昇華
(10)昇華
(11)変化する
(12)変化しない
(13)融点
(14)沸点
(15)純粋な物質
(16)沸騰
(17)蒸発
(18)液体が急に沸騰するのを防ぐため
(19)蒸留
(20)0℃