理科 第2章
物質のすがた
要点編
身の回りの物質・状態変化・性質
ここは参考書パート(要点編)です。市販参考書と同じく「読んで理解 → 例題で流れを追う → チェック」の順で進めてください。理解チェックができたら問題編へ。
① この章のねらい
物質分野では、有機物と無機物、金属と非金属、密度、状態変化と融点・沸点、蒸留、気体の性質と集め方、水溶液の濃度、溶解度と再結晶を学ぶ。この章では化学変化(化学反応式)はまだ扱わず、物質そのものの性質と量の計算に集中する。密度・濃度・溶解度はどれも「何を何で割るか」を単位付きで確認することが計算のコツである。
- 有機物と無機物を区別できる
- 金属に共通する性質を説明できる
- 密度を計算し物質を推定できる
- 状態変化と融点・沸点の関係を説明できる
- 気体の性質・発生・集め方を対応させられる
- 質量パーセント濃度と溶解度を計算できる
- 物には固体・液体・気体の3つの状態がある、という小学校の基本を思い出す。
- g(グラム)・cm³(立方センチメートル)など、単位の意味を確認する。
- 数字だけでなく単位までセットで読む習慣をつける。
② 重要ポイント(本文)
1.有機物と無機物
炭素を含み、燃やすと二酸化炭素と水ができる物質を有機物という(砂糖、ろう、プラスチックなど)。有機物以外の物質を無機物という(食塩、金属、ガラス、水など)。
2.金属と非金属
金属には、特有の光沢(金属光沢)、電気・熱を通しやすい、たたくと広がる(展性)、引っ張ると伸びる(延性)という共通の性質がある。これらをもたない物質を非金属という。
3.密度
物質1cm³あたりの質量を密度という。密度は物質の種類ごとに決まった値をとるため、物質の見分けに利用できる。
4.状態変化と融点・沸点
固体がとけて液体になる温度を融点、液体が沸騰して気体になる温度を沸点という。純物質では融点・沸点は一定の値になるが、混合物では一定の温度にならない。
5.蒸留
液体の混合物を加熱し、沸点の差を利用して物質を分けて取り出す操作を蒸留という。沸点の低い物質から先に気体になって出てくる。
6.気体の性質と集め方
酸素は助燃性をもち水上置換法で、二酸化炭素は石灰水を白く濁らせ下方置換法(水上置換法も可)で、水素は最も軽く水上置換法で、アンモニアは水に非常に溶けやすく空気より軽いため上方置換法で集める。
7.質量パーセント濃度
溶液全体の質量に対する溶質の質量の割合を質量パーセント濃度という。溶液の質量は溶質と溶媒(水)の質量の合計である。
8.溶解度と再結晶
水100gに溶ける物質の最大の質量を溶解度といい、物質の種類と温度で変わる。温度を下げて溶解度が小さくなった分を結晶として取り出す操作を再結晶という。
9.ろ過
ろ過は液体と溶けない固体を分ける操作である。ろ紙のふちが漏斗のふちより低くなるようにし、ガラス棒を使って静かに液を注ぐ。
10.物質の見分け方
色・におい・手触りだけでなく、密度や状態変化の温度など数値で確認できる性質を使うと、物質をより正確に見分けられる。
③ 公式・用語
| 名称 | 内容 | メモ |
|---|---|---|
| 密度 | 密度(g/cm³) = 質量(g) ÷ 体積(cm³) | — |
| 質量パーセント濃度 | 質量パーセント濃度(%) = 溶質の質量 ÷ 溶液の質量 × 100 | — |
| 溶液の質量 | 溶液の質量 = 溶質の質量 + 溶媒の質量 | — |
用語集
| 用語 | 意味 |
|---|---|
| 有機物 | 炭素を含み燃えると二酸化炭素と水ができる物質。 |
| 無機物 | 有機物以外の物質。 |
| 展性 | 金属をたたくと広がる性質。 |
| 延性 | 金属を引っ張ると伸びる性質。 |
| 融点 | 固体が液体になる温度。 |
| 沸点 | 液体が気体になる温度。 |
| 溶解度 | 水100gに溶ける物質の最大の質量。 |
| 再結晶 | 溶解度の差を利用して結晶を取り出す操作。 |
④ 解法・読み方の手順
密度の計算手順
- 質量と体積の単位を確認する。
- 密度=質量÷体積を計算する。
- 参考値と比較して物質を推定する。
濃度・溶解度の計算手順
- 溶質・溶媒(水)・溶液のどれが与えられているか整理する。
- 溶液の質量=溶質+溶媒であることを確認する。
- 式に単位をつけて計算し、答えに単位をつける。
⑤ 図解
気体の集め方:水に溶けにくい→水上置換、水に溶けやすく重い→下方置換、水に溶けやすく軽い→上方置換
加熱曲線(純物質):融点・沸点でそれぞれ温度が一定になる区間ができる
⑥ 例題(読んで流れを追う)
ここは「解く」より「途中式と根拠を追う」ための例です。演習は問題編で。
質量54.0g、体積20.0cm³の金属の密度を求めなさい。
考え方・途中式
密度=質量÷体積。54.0÷20.0=2.7。
答え:2.7 g/cm³
水20gに食塩5gを溶かした食塩水の質量パーセント濃度を求めなさい。
考え方・途中式
溶液の質量=20+5=25g。5÷25×100=20。
答え:20%
石灰水を白く濁らせる気体は何か。
考え方・途中式
二酸化炭素の代表的な検出方法である。
答え:二酸化炭素
60℃の水100gにミョウバンを50g溶かし、20℃まで冷やした。20℃での溶解度が11g(水100gあたり)のとき、出てくる結晶は何gか。
考え方・途中式
20℃で溶けたままなのは11gなので、50-11=39gが結晶として出る。
答え:39g
水とエタノールの混合物を蒸留したとき、最初に出てくる液体にはどちらが多く含まれるか、理由も含めて答えなさい。
考え方・途中式
蒸留は沸点の差を利用する分離方法であることを説明する。
答え:エタノール。エタノールの沸点は水より低いため、先に気体になって出てくる。
⑦ 模試・定期テストでの使い方
外部過去問(JS88・リセマム等)の使い分けは過去問・外部資料ガイドを参照。
- 密度・濃度・溶解度の式は単位をつけて計算する。
- 気体の性質は集め方までセットで覚える。
- 純物質と混合物は融点・沸点の一定性で区別できる。
- 溶解度の問題は「今溶けている量」と「最大溶ける量」を分けて考える。
- ろ過・蒸留などの操作は目的とセットで覚える。
- 理科の学習「物質のすがた・状態変化」基本→標準。
- ⑤=005net基本 ⑥=005net標準 ⑦=中1定期後半相当(本アプリ)
- ⑦は実験データ読み取り+考察記述を必須にする
- 作問定規:理科の学習005net 基本(⑤)・標準(⑥)
⑧ よくあるミス
- 有機物と無機物の分類を炭素の有無だけで判断せず、燃焼後の生成物も確認しない。
- 金属の性質を磁石につくことと決めつける。
- 密度の計算で質量と体積を取り違える。
- 質量パーセント濃度の分母を溶質の質量にする。
- 気体の集め方を性質と無関係に決める。
- 溶解度を体積あたりの値と混同する。
- 蒸留を化学変化と混同する。
- 純物質でも温度が上がり続けるとする。
⑨ 理解チェック
口頭でもノートでもよいので、全部言えたら問題編へ。
- 有機物と無機物を区別できる
- 金属に共通する性質を言える
- 密度を計算できる
- 融点・沸点の意味を説明できる
- 蒸留の目的を説明できる
- 気体の性質と集め方を対応させられる
- 質量パーセント濃度を計算できる
- 溶解度の意味を説明できる
- 再結晶の計算ができる
- ろ過の操作を説明できる