物質の構成と化学結合(知識)の問題
物質の分類と分離について述べた文として最も適当なものを、次のア〜オから 1 つ選べ。
- ア 塩酸は、塩化水素だけからなる純物質である。
- イ 酸素 とオゾン は、互いに同位体である。
- ウ 塩化ナトリウム水溶液をろ過すると、ろ紙の上に塩化ナトリウムが残り、水と分けることができる。
- エ ダイヤモンドと黒鉛は、どちらも炭素だけからなる単体であり、互いに同素体である。
- オ 水は電気分解すると水素と酸素に分かれるので、水素と酸素の混合物である。
この問題で使うもの
- 純物質と混合物・単体と化合物・同素体(説明と入口の問題)
- 物質の分離・精製の方法(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
純物質と混合物、単体と化合物、同素体と同位体の定義、およびろ過がどのような混合物に使える操作かを思い出そう。
ヒント 2
同素体は「同じ元素からなる、性質の異なる単体どうし」、同位体は「陽子の数が同じで中性子の数が異なる原子どうし」である。また、ろ過では液体に溶けている物質は分けられない。
ヒント 3
塩酸は水溶液なので混合物、水は化合物である。イとウもそれぞれ定義・操作の点で誤りがある。残る選択肢が炭素の単体について正しく述べているかを確かめよう。
答えと解説
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エ
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解説を読む
エ(正しい) ダイヤモンドと黒鉛は、どちらも炭素原子 だけからできている単体である。同じ元素からなる単体で、原子の結びつき方(結晶構造)が異なり性質も異なるものどうしを同素体という。よってダイヤモンドと黒鉛は炭素の同素体である。
ア(誤り) 塩酸は塩化水素 を水に溶かした水溶液であり、塩化水素と水からなる混合物である。純物質ではない。
イ(誤り) 酸素 とオゾン は、どちらも酸素元素だけからなる単体で、分子を構成する原子の数が異なるので、互いに同素体である。同位体は、原子番号(陽子の数)が同じで中性子の数(質量数)が異なる原子どうしをいう。
ウ(誤り) ろ過は、液体とその液体に溶けていない固体を、ろ紙を用いて分ける操作である。塩化ナトリウムは水に溶けてイオンになっているので、水溶液ごとろ紙を通過してしまい、ろ過では分離できない。水溶液から水を取り出すには蒸留を用いる。
オ(誤り) 水は水素と酸素が化学結合してできた化合物であり、純物質である。電気分解のような化学変化によって 2 種類以上の単体に分けられることは、その物質が化合物であることを示す。混合物は物理的な操作(ろ過・蒸留など)で分けられるものである。
したがって、最も適当なものは エ である。
別解
ア: 塩酸は塩化水素の水溶液で混合物。誤り。
イ: O2 と O3 は同じ元素の単体で性質が異なる同素体であり、同位体(原子番号が同じで中性子数が異なる原子)ではない。誤り。
ウ: 塩化ナトリウムは水に溶けているので、ろ過では分離できない(蒸発や蒸留を用いる)。誤り。
エ: ダイヤモンドと黒鉛はどちらも炭素 C だけからなる単体で、互いに同素体。正しい。
オ: 水は化合物(純物質)であり、電気分解で水素と酸素ができるのは化学変化による。混合物ではない。誤り。
よって正解はエ。