学習 連載 中学受験のツボ[理科編]

【小6理科/化学総合】気体の集め方と、つくり方|中学受験のツボ[理科編]

専門家・プロ
2022年9月20日 伊丹龍義

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保護者向けに中学受験の4教科のツボを解説。 理科編伊丹龍義先生山崎翔平先生ヤジマ先生が担当します。
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国語算数社会

今回は、化学分野の中でも出題が多い、気体の発生のイメージを確認します。また、気体の発生に関連する用語の確認もしていきます。

内容チェックポイント(気体の回収法)

問題

問題:
酸素、二酸化炭素、水素、塩素、アンモニア
それぞれの気体を集めることができる方法を「水上置換法」「上方置換法」「下方置換法」から選んでください。

気体の範囲では、気体を作る実験の問題が多く出されます。

問題をしっかり解けるようにするには、次の2つをおさえることが重要です。

・3つの回収法、「水上置換法」「上方置換法」「下方置換法」の違い
・それぞれの気体について、「水に溶けるか」「空気より重いか」などの性質

詳しく見ていきましょう。

3つの回収法の違い

まずは3つの回収法の違いから。

気体を集めるときに「集まっている気体が見える」「空気が混ざりにくい」という点で、いちばん優れているのが「水上置換法」です。

ただし、水上置換法は、発生した気体を水の中に通します。ですから水に溶ける気体の場合は、集められる量が減ってしまったり、そもそも集められなかったりします。

そのため水に溶ける気体の場合は、空気と比べて軽い気体なら、空気中で上の方に集める「上方置換法」を使います。逆に、空気と比べて重い気体は、下の方に集める「下方置換法」を使うことになります。

問題で取り上げた5つの気体の場合、「酸素」「水素」は水にほとんど溶けず、「二酸化炭素」は少しだけ溶けるという性質があります。ですから、この3つを集めるときには水上置換法を使うことがほとんどです。

ただし、発生量をはかるときには、二酸化炭素は空気より重いので下方置換法で集めます。(※1)

気体の重さ

次は、気体の重さについても見ていきましょう。

問題で取り上げた5つの気体のうち、空気より軽いのが「水素」「アンモニア」、空気より重いのが「二酸化炭素」「塩素」「酸素(※2)」です。

そのため、水上置換法で集められない「アンモニア」は上方置換法で、「塩素」は下方置換法で集めることになります。

解答

解答例
酸素:水上置換法(△下方置換法)
二酸化炭素:水上置換法、下方置換法
水素:水上置換法、上方置換法
塩素:下方置換法
アンモニア:上方置換法

保護者向け(実は)

※1:二酸化炭素の発生量を厳密にはかる場合には、

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伊丹龍義
この記事の著者
伊丹龍義 専門家・プロ

SRP教育研究所 所長。自身の塾で中学・高校受験、中高一貫校サポートを担当。教育格差解消と学習の効率化のため廉価に、そして自分のペースで見られ、電子辞書代わりにも使える映像授業に積極的に参加。学びエイド鉄人講師・家庭教師のトライ「TryIT中学理科」、同トライのオンライン集団ライブ授業(小学算数・中学数学・中学理科)担当。「観てわかる中1理科」(小学館)映像担当、その他、学習塾・参考書の映像授業担当多数。個人として「たこやきまるめがね」名義でYouTubeで中学受験算数・理科の映像授業準備中。プログラミング・ゲーム・パズルを教育現場に広める活動中。クイズ番組等の問題作成・監修多数。