熱分解（炭酸水素ナトリウム・酸化銀）・電気分解（水）・化合（鉄と硫黄）の実験で何ができるかと、生じた物質の確かめ方（石灰水・塩化コバルト紙・フェノールフタレイン溶液など）を答えられる
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化学変化には、1 種類の物質が 2 種類以上の別の物質に分かれる分解と、2 種類以上の物質が結びついて別の 1 種類の物質ができる化合（物質どうしが結びつく化学変化）があります。この技能を身につけると、炭酸水素ナトリウムや酸化銀の熱分解、水の電気分解、鉄と硫黄の化合の実験で何ができるかを答えられ、できた物質を石灰水・塩化コバルト紙・フェノールフタレイン溶液・火のついた線香などで確かめる方法を選べるようになります。
化学変化では原子の組み合わせが変わり、もとの物質とは性質のちがう物質ができます。加熱して分解することを熱分解、電流を流して分解することを電気分解といいます。
炭酸水素ナトリウムを加熱すると、炭酸ナトリウム（白い固体）・二酸化炭素・水の 3 つに分かれます。二酸化炭素は石灰水を白くにごらせ、水は青色の塩化コバルト紙を赤色（桃色）に変えます。炭酸ナトリウムは炭酸水素ナトリウムより水によくとけ、その水溶液にフェノールフタレイン溶液を加えると濃い赤色になります（炭酸水素ナトリウムの水溶液はうすい赤色）。酸化銀（黒色）を加熱すると、銀（白色）と酸素に分かれます。残った固体をみがくと金属光沢が出て、電気を通すので金属の銀とわかり、発生した気体に火のついた線香を入れると激しく燃えるので酸素とわかります。水に電流を流すと（電流を流しやすくするため水酸化ナトリウムを少しとかす）、陰極に水素、陽極に酸素が、体積の比 で発生します。水素はマッチの火を近づけると音を立てて燃え、酸素は線香を激しく燃やします。
鉄粉と硫黄の粉を混ぜて加熱すると、光と熱を出して反応し、硫化鉄という黒い物質ができます（）。反応が始まれば、加熱をやめても自分の出す熱で反応が進みます。できた硫化鉄は鉄とは別の物質なので磁石につかず、うすい塩酸を加えると、鉄なら水素（においなし）が出るのに対し、硫化水素という腐った卵のようなにおいの気体が出ます。このように、できた物質の性質がもとの物質とちがうことで、化学変化が起きたと確かめられます。
実験が分解（1 種類 → 2 種類以上）か化合（2 種類以上 → 1 種類）かを見分ける
できる物質を思い出す: 炭酸水素ナトリウム → 炭酸ナトリウム＋二酸化炭素＋水、酸化銀 → 銀＋酸素、水 → 水素（陰極）＋酸素（陽極）、鉄＋硫黄 → 硫化鉄
確かめ方を対応させる: 二酸化炭素 → 石灰水が白くにごる、水 → 青色の塩化コバルト紙が赤色（桃色）になる、酸素 → 火のついた線香が激しく燃える、水素 → マッチの火で音を立てて燃える、炭酸ナトリウム → フェノールフタレイン溶液で濃い赤色、銀 → みがくと金属光沢・電気を通す、硫化鉄 → 磁石につかない・塩酸で腐った卵のにおいの気体
装置の注意点も確認する: 炭酸水素ナトリウムの加熱では試験管の口を少し下げる（できた水が加熱部分に流れて試験管が割れるのを防ぐ）、火を消す前にガラス管を石灰水から出す（逆流を防ぐ）
炭酸水素ナトリウムを試験管に入れて加熱したところ、試験管の口付近に液体がついた。この液体が水であることを確かめる方法として最も適当なものを、次のア〜エから 1 つ選べ。
ア 石灰水に入れると白くにごる。
イ 青色の塩化コバルト紙をつけると赤色（桃色）に変わる。
ウ フェノールフタレイン溶液を加えると赤色に変わる。
エ 火のついた線香を近づけると激しく燃える。
手順 2: 炭酸水素ナトリウムの熱分解では、炭酸ナトリウム・二酸化炭素・水ができる。試験管の口付近についた液体は水である。
手順 3: 確かめ方を対応させる。
- ア: 石灰水が白くにごるのは二酸化炭素の確かめ方。
- イ: 青色の塩化コバルト紙が赤色（桃色）に変わるのは水の確かめ方。
- ウ: フェノールフタレイン溶液が赤くなるのは、水溶液がアルカリ性であることの確かめ方（炭酸ナトリウムの水溶液など）。
- エ: 線香が激しく燃えるのは酸素の確かめ方。
よって答えはイ。
答え: イ
塩化コバルト紙の色の変化を逆にしてしまう誤り。正しくは、水にふれると青色から赤色（桃色）に変わる。
水の電気分解で陽極に水素、陰極に酸素が出るとしてしまう誤り。正しくは、陰極に水素、陽極に酸素が出て、体積の比は 水素：酸素 である。
酸化銀を加熱して残った白い固体を、もとと同じ酸化銀や銀の酸化物としてしまう誤り。正しくは、酸化銀 → 銀＋酸素 と分解し、白い固体はみがくと金属光沢が出て電気を通す銀である。
鉄と硫黄の加熱でできた物質も磁石につき、塩酸を加えると水素が出るとしてしまう誤り。正しくは、できた硫化鉄 は鉄とは別の物質なので磁石につかず、塩酸を加えると腐った卵のようなにおいの硫化水素が出る。
この説明は AI が書き、別の AI が例題を独立に解いて答えを確かめ、説明を一歩ずつ査読しました。
次のア〜オの方法で気体を発生させた。それぞれの方法で発生する気体のうち、水蒸気以外の気体（加熱によってできる水蒸気は考えないものとする）について、空気より密度が小さい（同じ温度・圧力、同じ体積で比べると空気より軽い）ものが発生する方法を、ア〜オからすべて選べ。
黒色の酸化銀の粉末を乾いた試験管に入れて加熱したところ、気体が発生し、試験管の中には白い固体が残った。発生した気体を集めた試験管に火のついた線香を入れると、線香は炎を上げて激しく燃えた。また、残った白い固体を薬さじの裏でこすると金属光沢が見られ、金づちでたたくとうすく広がった。
この実験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。
黒色の酸化銅を使って、次の実験 1、2 を行った。どちらの実験でも、試験管から出る気体はガラス管を通して石灰水に通した。加熱をやめる前にガラス管を石灰水からとり出し、加熱をやめたあとはすぐにゴム管をピンチコックで閉じ、試験管が冷えてから中の物質をとり出して調べた。
実験 1 酸化銅だけを試験管に入れて、ガスバーナーで十分に加熱した。
実験 2 酸化銅と炭素の粉末をよく混ぜ合わせたものを試験管に入れて、実験 1 と同じように十分に加熱した。
結果は次の表のようになった。
| 石灰水のようす | 加熱後に試験管に残った物質のようす | |
|---|---|---|
| 実験 1 | 変化しなかった | 黒色のままだった |
| 実験 2 | 白くにごった | 赤色の物質ができた。この物質を薬さじでこするとかがやき、電気を通した |
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〜オから 1 つ選べ。