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物質の分解と原子・分子

物質の分解、原子・分子と化学式、化学変化と化学反応式、酸化と還元、化学変化と熱、質量の保存と質量の比を、実験と粒子のモデルで説明する。

このLessonでできるようになること

  • 熱分解・電気分解でできる物質を、確かめ方とあわせて説明できる
  • 原子・分子の性質を説明できる
  • 化学式で物質を表し、単体と化合物を区別できる

前に習ったこと

問題を読み込んでいます…

基本を理解する

物質の分解

1種類の物質が、2種類以上の別の物質に分かれる化学変化を分解といいます。加熱による分解を熱分解、電流による分解を電気分解といいます。

炭酸水素ナトリウムの熱分解

炭酸水素ナトリウムの熱分解 炭酸水素ナトリウムを入れた試験管Aを、口を少し下げてガスバーナーで加熱する。出てきた気体はガラス管を通って、石灰水を入れた試験管Bに集まる。 試験管A 炭酸水素ナトリウム 口を少し下げる ガラス管 試験管B 石灰水 ガスバーナー
試験管Aの口を少し下げて加熱し、出てきた気体を石灰水に通す
できる物質 確かめ方と結果
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)に変わる
炭酸ナトリウム(白い固体) 水によくとけ、フェノールフタレイン溶液で濃い赤色(強いアルカリ性)
\[\text{炭酸水素ナトリウム} \rightarrow \text{炭酸ナトリウム} + \text{水} + \text{二酸化炭素}\]

安全のための操作にも理由があります。

  • 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:石灰水が逆流して、試験管が割れるのを防ぐ。

酸化銀を加熱すると、銀と酸素に分解します。できた白い固体は、みがくと光り(金属光沢)、電流を通します。

水の電気分解

水の電気分解 水に少量の水酸化ナトリウムをとかして電流を流す。陰極側と陽極側の管の上部に気体が集まる。 陰極(−) 陽極(+) 集まった気体 電源装置
電流を通しやすくするために、水に少量の水酸化ナトリウムをとかす
電極 集まる気体 確かめ方
陰極(−) 水素 マッチの火を近づけると、音を立てて燃える
陽極(+) 酸素 火のついた線香を入れると、線香が激しく燃える

集まる気体の体積は、水素:酸素=2:1 です。

原子と分子

物質をつくっている、それ以上分けられない小さな粒子を原子といいます。

  • 化学変化で、それ以上分けることができない。
  • 種類によって、質量や大きさが決まっている。
  • 化学変化で、なくなったり、新しくできたり、ほかの種類の原子に変わったりしない。

いくつかの原子が結びついた粒子を分子といいます。水素・酸素・水・二酸化炭素は分子からできています。銅・マグネシウムなどの金属や塩化ナトリウムは、分子をつくりません。

原子の種類を元素といい、元素記号で表します(周期表で整理されています)。元素記号は1文字目を大文字、2文字目を小文字で書きます(Cu、Mg、Na、Cl)。

化学式と、物質の分類

物質 化学式 分類
水素 H₂ 単体(1種類の元素)
酸素 O₂ 単体
銅 Cu 単体
水 H₂O 化合物(2種類以上の元素)
二酸化炭素 CO₂ 化合物
アンモニア NH₃ 化合物
塩化ナトリウム NaCl 化合物

右下の小さな数字は、その原子の数です。入力では H₂O を H2O のように書けます。

もっと元素記号に慣れたいときは、元素と元素記号や分子と化学式のラボで確かめよう。

例題

気体を確かめる方法を選ぼう

水の電気分解で、陰極に集まった気体を確かめるにはどうするか。

解き方

陰極の気体は水素。マッチの火を近づけると、音を立てて燃える。陽極の酸素は、火のついた線香を激しく燃やす。

自分でやってみる

問題を読み込んでいます…

間違えやすいポイント

「酸素と水素の確かめ方を逆に覚える」

音を立てて燃えるのは水素(燃える気体)。線香を激しく燃やすのは酸素(ものを燃やす働き)。

「Co と CO を同じものと思う」

Co はコバルト(元素1種類)、CO は炭素と酸素(一酸化炭素)。大文字・小文字を区別する。

まとめ

確かめること できること
1 熱分解・電気分解でできる物質を、確かめ方とあわせて説明できる
2 原子・分子の性質を説明できる
3 化学式で物質を表し、単体と化合物を区別できる

理解度チェック

問題を読み込んでいます…

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