中1理科「気体の性質」酸素・二酸化炭素・水素・アンモニア・塩素

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酸素と二酸化炭素の性質の練習問題についてです。学習のポイントは、発生方法や性質の違いなど確実おさえましょう。気体の中で、もっとも頻出度の高い気体になります。

酸素

  • 酸素原子…O
  • 化学式…O2
  • 性質…無色無臭で、水に溶けにくい。空気よりわずかに重い。
    集め方…水上置換法
  • 酸素の判別法…線香の火を近づけると炎をあげて激しく燃える。酸素自体は燃えませんが、他の物質が燃えるのを助けるはたらき(助燃性)があります。
  • 酸素の発生方法…二酸化マンガンにうすい過酸化水素水(オキシドール)を加える。また、ジャガイモや切り傷などにオキシドールをかけても発生します。
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酸素と電気分解

水酸化ナトリウムを溶かした水を簡易電気分解装置に入れ電流を流すと、陽極から酸素O2、陰極から水素H2が発生します。

酸素と電子

電子というマイナスの電気を帯びた粒子で、空気中の酸素や窒素原子と電子が衝突することで、青い光の線が見えるのです。

酸素と還元

還元とは、酸化物から酸素をとり去る化学変化です。

酸素と細胞の呼吸

細胞の呼吸に必要な物質は「酸素」とブドウ糖や脂肪のような「養分」です。エネルギーを生み出すためには、血液が運んできた酸素と養分を結びつけます。

二酸化炭素

  • 化学式…CO2
  • 性質…無色無臭で、水に、少し溶ける。空気より重い。
  • 集め方…水上置換法か下方置換法
  • 二酸化炭素の判別法…石灰水に通すと石灰水が白くにごる。
  • 二酸化炭素の発生方法…炭酸カルシウムが主成分の石灰石などに酸性の水溶液であるうすい塩酸を加える。

二酸化炭素と有機物

黒く焦げ、二酸化炭素が発生する物質が有機物、焦げずに二酸化炭素も出さない物質が無機物

二酸化炭素と呼吸

ヒトのように肺呼吸する動物は、肺に空気を入れたり吐き出したりして空気中の酸素と、血液中の二酸化炭素を交換しています。

二酸化炭素と環境問題

クリーンなエネルギー資源は、地球環境を悪化させる二酸化炭素や窒素酸化物を出さないエネルギー。

  • 太陽光発電(太陽電池):太陽光を利用して電気を蓄える仕組み。クリーンで枯渇しない。
  • 風力発電:風の力でタービンを回して電気エネルギーを得る仕組み。
  • ごみ発電:化石燃料の代わりにゴミを燃やす火力発電。
  • 燃料電池:水素と酸素の化学反応から電気を取り出す仕組み。発生する物質が水だけなのでクリーンである。
  • バイオマス発電:さとうきびやとうもろこしなどを発酵させて作ったエタノールなどのバイオマス(生物資源)を利用して発電する方法。
  • 地熱発電:地下のマグマの熱エネルギーを利用する発電方法。

二酸化炭素の循環

空気中に存在する、二酸化炭素CO2を、植物である生産者が光合成のはたらきで取り入れ、有機物のデンプンにつくりかえます。この有機物中の炭素Cが、食物連鎖によって生物間を移動します。

水素

  • 発生方法…亜鉛や鉄に、うすい塩酸やうすい硫酸を加える。
  • 性質…無色、無臭で非常に軽い。気体中で最も軽いです。水にとけにくい。点火するとうすい炎をあげて燃え、水になります。

アンモニア

  • 発生方法…(1)アンモニア水を熱する。(2)塩化アンモニウムと水酸化カルシウム(消石灰)の混合物を熱します。
  • 性質…無色で鼻をつくにおいがあり、空気より軽い。水に非常によく溶け、水溶液であるアンモニア水は、弱いアルカリ性を示します。

アンモニアの噴水実験

水を押し出すとアンモニアが水に大量に溶け、容器内の気圧が下がり、液が吸い上げられます。フェノールフタレイン溶液を加えた水は酸性・中性では無色、アルカリ性で赤色を示します。アンモニアはアルカリ性ですので、赤く染まります。

塩素

  • 発生法…塩酸や塩化銅を電気分解すると陽極に発生する。
  • 性質…色は、黄緑色で、水によく溶けて酸性です。殺菌作用もあります。
  • 漂白作用…赤インクをしみ込ませたろ紙を近づけると、色が抜けて白くなる。

練習問題

【問1】次の問いに答えよ。

  1. 酸素を発生されるときに二酸化マンガンに加えるのは、何か。
  2. 酸素の捕集法として最も適しているのは、何置換法か。
  3. 酸素で満たしたガラス瓶の中に、火のついた線香を入れるとどうなるか。
  4. 酸素は燃えますか。
  5. 酸素は水に、溶けやすいか。溶けにくいか。
  6. 酸素の重さは、空気より少し重いか。少し軽いか。
  7. 二酸化炭素を発生されるときに石灰石に加えるのは、うすい塩酸か。二酸化マンガンか。
  8. 二酸化炭素の捕集法として適さないのは、上方置換法と下方置換法のどちらか。
  9. 二酸化炭素を石灰水に通すと、どうなるか。
  10. 二酸化炭素で満たしたガラス瓶の中に、火のついたろうそくを入れるとどうなるか。
  11. 二酸化炭素が水に溶けたときに示すのは、何性か。
  12. 二酸化炭素の固体を何というか。
  13. 二酸化炭素は空気よりも、軽いか。重いか。
  14. 二酸化炭素の水溶液に、青色のリトマス紙をつけるとどうなるか。
  15. 二酸化炭素の水溶液に、BTB溶液を加えるとどうなるか。

【問2】次の問いに答えない。

  1. 水素を発生されるときに金属に加えるのは、何か。
  2. 水素の捕集法として最も適しているのは、何置換法か。
  3. 水素で満たしたガラス瓶の中に、火のついたろうそくを入れるとどうなるか。
  4. 水素は燃えるか、燃えないか。
  5. 水素は水に、とけやすいか、とけにくいか。
  6. 質量に関して、水素はどんな気体か。
  7. 水素は無臭か、刺激臭のどちらか。
  8. アンモニアを発生されるときに塩化アンモニウム加えるのは、オキシドールと水酸化カルシウムのどちらか。
  9. アンモニアの捕集法として最も適しているのは、何置換法か。
  10. アンモニアは水に、とけやすいか、とけにくいか。
  11. アンモニアの水溶液は、何性か。
  12. アンモニアの水溶液に、赤色のリトマス紙をつけるとどうなるか。
  13. アンモニアの水溶液に、フェノールフタレイン溶液を加えるとどうなるか。
  14. アンモニアは空気より、軽いか、重いか。
  15. アンモニアは無臭か、刺激臭のどちらか。
  16. 塩素の気体は何色か。
  17. 塩素の水溶液は、何性か。
  18. 塩化水素の水溶液は、何性か。
  19. 塩化水素の水溶液を、漢字2文字で何というか。
  20. 漂白作用や殺菌作用のある気体を答えよ。

【問3】

  1. アンモニアは何という方法で集めるか。
  2. アンモニアは水に溶けやすいか、溶けにくいか。
  3. アンモニアの噴水実験で、スポイトの中の水をフラスコに入れると水そうと水がガラス管の先から噴き出したのはなぜか。アンモニアの性質に着目し書け。

解答

【問1】

  1. オキシドール(うすい過酸化水素水)
  2. 水上置換法
  3. 激しく燃える
  4. 燃えない
  5. 溶けにくい
  6. 少し重い
  7. うすい塩酸
  8. 上方置換法
  9. 白くにごる
  10. 火が消える
  11. 酸性
  12. ドライアイス
  13. 重い
  14. 赤色になる
  15. 黄色になる

【問2】

  1. うすい塩酸
  2. 水上置換法
  3. (ポンと音を立てて)燃える
  4. 燃える
  5. とけにくい
  6. 最も軽い気体
  7. 無臭
  8. 水酸化カルシウム
  9. 上方置換法
  10. とけやすい
  11. アルカリ性
  12. 青色になる
  13. 赤色になる
  14. 軽い
  15. 刺激臭
  16. 黄緑色
  17. 酸性
  18. 酸性
  19. 塩酸
  20. 塩素

【問3】

  1. 上方置換法
  2. 溶けやすい
  3. アンモニアが水に溶けてフラスコないの気圧が下がったから。
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