化学分野の用語と知識の問題
5 種類の液体 A〜E（砂糖水、食塩水、エタノール水溶液、うすい塩酸、精製水のいずれか）について、次の実験を行った。
実験 それぞれの液体をビーカーにとり、電源装置と豆電球をつないだ 2 本の炭素棒の電極を液体に入れて電圧を加え、豆電球が点灯するかどうかと、電極のようすを調べた。1 つの液体を調べるごとに、電極を精製水でよく洗った。
結果は次の表のようになった。
| 液体 | 液体の種類 | 豆電球 | 電極のようす |
|---|---|---|---|
| A | 砂糖水 | 点灯しなかった | 変化なし |
| B | 食塩水 | 点灯した | 気体が発生した |
| C | エタノール水溶液 | 点灯しなかった | 変化なし |
| D | うすい塩酸 | 点灯した | 気体が発生した |
| E | 精製水 | 点灯しなかった | 変化なし |
この実験の結果からわかることについて述べた文として最も適当なものを、次のア〜エから 1 つ選べ。
- ア A と C で豆電球が点灯しなかったのは、砂糖やエタノールが水に溶けなかったからである。
- イ B と D で豆電球が点灯したことから、水に溶けて電流が流れる物質は、溶ける前はすべて固体であることがわかる。
- ウ B と D の溶質は、水に溶けると陽イオンと陰イオンに分かれるため、その水溶液に電流が流れる。
- エ A で豆電球が点灯しなかったのは、砂糖が水に溶けると陽イオンだけができ、陰イオンができないからである。
この問題で使うもの
- イオンと電離・電解質（説明と入口の問題）
- 水溶液の性質と再結晶（説明と入口の問題）
この問題を解けるようになるまで（3 技能）
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ヒント
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ヒント 1
電解質と非電解質のちがい、および水溶液に電流が流れるしくみ（イオン）を思い出そう。
ヒント 2
電解質は水に溶けると陽イオンと陰イオンに分かれる（電離する）。非電解質は水に溶けても電離しない。また、塩酸の溶質である塩化水素は、溶ける前はどんな状態の物質かを考えよう。
ヒント 3
砂糖やエタノールは水に溶けている物質なので、「溶けなかった」とする選択肢は除ける。塩化水素が気体であることから、「すべて固体」とする選択肢も除ける。残る 2 つのうち、砂糖がイオンになるかどうかを考えよう。
答えと解説
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ウ
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解説を読む
水に溶かしたとき、その水溶液に電流が流れる物質を電解質、電流が流れない物質を非電解質という。電解質は水に溶けると陽イオンと陰イオンに分かれる（電離する）ので、水溶液中をイオンが移動して電流が流れる。
食塩（塩化ナトリウム）は水に溶けると 、塩化水素は水に溶けると のように電離する。そのため B（食塩水）と D（うすい塩酸）では豆電球が点灯し、電極で気体が発生した。一方、砂糖やエタノールは非電解質で、水に溶けても電離しないので、A と C には電流が流れない。精製水（E）もほとんど電流を通さないので、B・D で電流が流れたのは溶質の電離によるものだとわかる。よって正解は ウ。
ほかの選択肢が誤りである理由:
- ア 砂糖もエタノールも水に溶けている（砂糖水・エタノール水溶液は透明で均一な水溶液である）。電流が流れないのは、溶けても電離しないからであり、「溶けなかった」は誤り。
- イ うすい塩酸の溶質の塩化水素は、溶ける前は気体である。したがって「溶ける前はすべて固体」は誤り。
- エ 砂糖は水に溶けても電離せず、イオンができない。また、電解質が電離するときは陽イオンと陰イオンが両方でき、陽イオンだけができることはない。
別解
- ア: 砂糖やエタノールは水によく溶ける。電流が流れないのは、水に溶けても電離しない非電解質だからである。誤り。
- イ: 塩酸の溶質は塩化水素で、溶ける前は気体である。「すべて固体」は誤り。
- ウ: 食塩(塩化ナトリウム)も塩化水素も電解質で、水に溶けると陽イオンと陰イオンに電離する。そのため水溶液に電流が流れる。正しい。
- エ: 砂糖は水に溶けても陽イオンも陰イオンもできない(電離しない)。誤り。
よって答えはウ。