化学分野の用語と知識の問題
化学変化にともなう熱の出入りや、化学変化の前後の質量について述べた次のア〜エの文のうち、誤っているものを 1 つ選べ。
- ア 鉄粉と活性炭を混ぜたものに少量の食塩水を加えてかき混ぜると、鉄が空気中の酸素と結びついて温度が上がる。この化学変化は化学かいろに利用されている。
- イ 水酸化バリウムと塩化アンモニウムを混ぜ合わせると、まわりから熱を吸収して温度が下がる。
- ウ スチールウール（鉄）を空気中で燃やすと、燃やしたあとの物質の質量は、燃やす前のスチールウールの質量より大きくなる。
- エ 炭酸水素ナトリウムとうすい塩酸を密閉した容器の中で反応させると、気体が発生するので、反応後の容器全体の質量は反応前より小さくなる。
この問題で使うもの
- 化学変化と熱・質量保存の法則（説明と入口の問題）
- 酸化と還元（説明と入口の問題）
この問題を解けるようになるまで（6 技能）
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ヒント
行き詰まったら、上から順に 1 つずつ開いてください。
ヒント 1
化学変化と熱の出入り（発熱反応・吸熱反応）と、質量保存の法則の知識を使います。
ヒント 2
質量保存の法則によると、化学変化の前後で、反応に関係する物質全体の質量は変わりません。気体が出入りできるかどうかに注目しましょう。
ヒント 3
ア・イは熱の出入り、ウ・エは質量についての文です。ウでは結びつく酸素の質量、エでは発生した気体が容器の外に出ていけるかどうかを考えると、どちらが誤りか判断できます。
答えと解説
答えを見る
エ
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解説を読む
化学変化には、熱を発生してまわりの温度が上がる発熱反応と、まわりから熱を吸収して温度が下がる吸熱反応がある。また、化学変化の前後で、反応に関係する物質全体の質量は変わらない（質量保存の法則）。これは、化学変化では原子の組み合わせが変わるだけで、原子の種類と数は変わらないからである。
- ア 正しい。鉄が酸素と結びつく（酸化する）反応は発熱反応で、化学かいろはこの熱を利用している。食塩水や活性炭は反応を速くするはたらきをする。
- イ 正しい。水酸化バリウムと塩化アンモニウムの反応は、まわりから熱を吸収する吸熱反応で、温度が下がる。
- ウ 正しい。鉄が燃えると空気中の酸素と結びついて酸化鉄になる。結びついた酸素の分だけ、燃やしたあとの物質の質量は燃やす前の鉄より大きくなる。
- エ 誤り。密閉した容器の中では、発生した二酸化炭素も容器の外に出ていかないので、反応後の容器全体の質量は反応前と変わらない（質量保存の法則）。容器のふたをあけると気体が出ていくため、そのときはじめて質量が小さくなる。
よって、誤っているものはエである。
別解
誤っている文を選ぶ。
ア: 鉄が酸素と結びつく酸化は熱を出す反応で、化学かいろに利用されている。正しい。
イ: 水酸化バリウムと塩化アンモニウムの反応は吸熱反応で、温度が下がる。正しい。
ウ: 鉄が燃えると空気中の酸素と結びつくので、できた酸化鉄の質量は燃やす前の鉄より結びついた酸素の分だけ大きくなる。正しい。
エ: 密閉した容器の中では、気体が発生しても容器の外に出ないので、化学変化の前後で全体の質量は変わらない（質量保存の法則）。「小さくなる」は誤り。
よって誤っているのはエ。