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物質(ぶっしつ)の分解(ぶんかい)

カワウソ先生炭酸水素(たんさんすいそ)ナトリウムの熱分解(ねつぶんかい)でできる3つの物質(ぶっしつ)と、その見分(みわ)け方(かた)をセットで覚(おぼ)えると強(つよ)いよ。

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  1. 1種類(しゅるい)の物質(ぶっしつ)に熱(ねつ)や電流(でんりゅう)を加(くわ)えて、元(もと)の物質(ぶっしつ)とは別(べつ)の2種類(しゅるい)以上(いじょう)の物質(ぶっしつ)に分(わ)けることを分解(ぶんかい)という。
  2. 炭酸水素(たんさんすいそ)ナトリウムを加熱(かねつ)すると、炭酸(たんさん)ナトリウム・水(みず)・二酸化炭素(にさんかたんそ)(新しいタブで開きます)に分(わ)かれる。酸化銀(さんかぎん)を加熱(かねつ)すると銀(ぎん)と酸素(さんそ)に分(わ)かれる。
  3. 水(みず)に電流(でんりゅう)を流(なが)すと分解(ぶんかい)され、陰極(いんきょく)(新しいタブで開きます)に水素(すいそ)(新しいタブで開きます)、陽極(ようきょく)に酸素(さんそ)が体積(たいせき)比(ひ)2:1で発生(はっせい)する。

詳しく

ポイント

1種類(しゅるい)の物質(ぶっしつ)に熱(ねつ)や電流(でんりゅう)を加(くわ)えると、元(もと)の物質(ぶっしつ)とは異(こと)なる2種類(しゅるい)以上(いじょう)の物質(ぶっしつ)に分(わ)かれることがある。これを分解(ぶんかい)という。熱(ねつ)を加(くわ)えて分解(ぶんかい)することを熱分解(ねつぶんかい)、電流(でんりゅう)を流(なが)して分解(ぶんかい)することを電気(でんき)分解(ぶんかい)という。

炭酸水素(たんさんすいそ)ナトリウムを加熱(かねつ)すると、炭酸(たんさん)ナトリウム・水(みず)・二酸化炭素(にさんかたんそ)の3つの物質(ぶっしつ)に分(わ)かれる。これは熱分解(ねつぶんかい)の例(れい)だ。酸化銀(さんかぎん)を加熱(かねつ)すると、銀(ぎん)と酸素(さんそ)に分(わ)かれ、これも熱分解(ねつぶんかい)にあたる。

水(みず)に電流(でんりゅう)を流(なが)すと、水素(すいそ)と酸素(さんそ)に分(わ)かれる。これは電気(でんき)分解(ぶんかい)の例(れい)だ。どちらの分解(ぶんかい)も、分解(ぶんかい)してできた物質(ぶっしつ)は元(もと)の物質(ぶっしつ)とは性質(せいしつ)が異(こと)なる別(べつ)の物質(ぶっしつ)になる。

炭酸水素ナトリウムの熱分解の実験Asatte Studio(Manazoo)/オリジナル(コードで作図)

実験(じっけん)のしかたと結果(けっか)

炭酸水素(たんさんすいそ)ナトリウムを試験管(しけんかん)に入(い)れて加熱(かねつ)すると、発生(はっせい)した気体(きたい)を石灰水(せっかいすい)に通(とお)すと白(しろ)く濁(にご)り、これが二酸化炭素(にさんかたんそ)であるとわかる。試験管(しけんかん)の内側(うちがわ)につく液体(えきたい)を塩(えん)(新しいタブで開きます)化(か)コバルト紙(し)につけると青色(あおいろ)から赤色(あかいろ)(桃色(ももいろ))に変(か)わり、これが水(みず)であるとわかる。

加熱(かねつ)をやめても試験管(しけんかん)の中(なか)にできた液体(えきたい)の水(みず)が加熱(かねつ)部分(ぶぶん)に流(なが)れ込(こ)まないよう、試験管(しけんかん)の口(くち)を少(すこ)し下(さ)げて加熱(かねつ)する。火(ひ)を消(け)す前(まえ)に、石灰水(せっかいすい)に入(い)れたガラス管(かん)(ガス導入(どうにゅう)管(かん))を石灰水(せっかいすい)から抜(ぬ)く。これを忘(わす)れると、火(ひ)が消(き)えて試験管内(しけんかんない)の圧力(あつりょく)が下(さ)がったときに石灰水(せっかいすい)が逆流(ぎゃくりゅう)し、試験管(しけんかん)が割(わ)れるおそれがある。

試験管(しけんかん)の底(そこ)に残(のこ)った白(しろ)い固体(こたい)は炭酸(たんさん)ナトリウムである。炭酸(たんさん)ナトリウムの水溶液(すいようえき)(新しいタブで開きます)はフェノールフタレイン溶液(ようえき)で濃(こ)い赤色(あかいろ)に変(か)わり、炭酸水素(たんさんすいそ)ナトリウムの水溶液(すいようえき)(薄(うす)い赤色(あかいろ))よりも強(つよ)いアルカリ性(せい)を示(しめ)す。酸化銀(さんかぎん)の黒色(こくしょく)の粉末(ふんまつ)を加熱(かねつ)すると、白色(はくしょく)で金属(きんぞく)の光沢(こうたく)をもつ銀(ぎん)が残(のこ)り、発生(はっせい)した気体(きたい)に線香(せんこう)の火(ひ)を入(い)れると炎(ほのお)を上(あ)げて明(あか)るく燃(も)えるので酸素(さんそ)であるとわかる。

水の電気分解と気体の体積比Asatte Studio(Manazoo)/オリジナル(コードで作図)

なぜそうなるか

水(みず)に電流(でんりゅう)を流(なが)して分解(ぶんかい)すると、陰極(いんきょく)(-極(きょく))には水素(すいそ)が、陽極(ようきょく)(+極(きょく))には酸素(さんそ)が発生(はっせい)し、その体積(たいせき)比(ひ)は水素(すいそ):酸素(さんそ)=2:1になる。水素(すいそ)はマッチの火(ひ)を近(ちか)づけると音(おと)を立(た)てて燃(も)え、酸素(さんそ)は線香(せんこう)の火(ひ)を入(い)れると明(あか)るく燃(も)えることで確(たし)かめられる。

純粋(じゅんすい)な水(みず)はほとんど電流(でんりゅう)を通(とお)さないので、水酸化(すいさんか)ナトリウムや硫酸(りゅうさん)ナトリウムなどを少量(しょうりょう)溶(と)かして電流(でんりゅう)を通(とお)しやすくしてから電気(でんき)分解(ぶんかい)を行(おこな)う。溶(と)かした物質(ぶっしつ)そのものは分解(ぶんかい)されず、水(みず)だけが分解(ぶんかい)される。

炭酸水素(たんさんすいそ)ナトリウムや酸化銀(さんかぎん)、水(みず)のように、1種類(しゅるい)の物質(ぶっしつ)から2種類(しゅるい)以上(いじょう)の別(べつ)の物質(ぶっしつ)ができるのは、物質(ぶっしつ)が元々(もともと)いくつかの種類(しゅるい)の小(ちい)さな粒(つぶ)からできていて、熱(ねつ)や電流(でんりゅう)によってその粒(つぶ)の組(く)み合(あ)わさり方(かた)が変(か)わるためである。この「小(ちい)さな粒(つぶ)」の正体(しょうたい)は、次(つぎ)のページで見(み)ていく原子(げんし)と分子(ぶんし)(新しいタブで開きます)である。

確認問題

問題 1 / 4炭酸水素(たんさんすいそ)ナトリウムを加熱(かねつ)すると分(わ)かれる3つの物質(ぶっしつ)はどれか。

確認問題(解答用紙)

この問題を端末で解くための QR コード

スマホやタブレットで読み取ると、この問題をその場で解けます。

https://manazoo.com/science/decomposition-of-substances/?from=print#quiz

  1. 炭酸水素(たんさんすいそ)ナトリウムを加熱(かねつ)すると分(わ)かれる3つの物質(ぶっしつ)はどれか。

    • ◯ 炭酸(たんさん)ナトリウム・水素(すいそ)・酸素(さんそ)
    • ◯ 炭酸(たんさん)ナトリウム・水(みず)・二酸化炭素(にさんかたんそ)
    • ◯ 水(みず)・酸素(さんそ)・二酸化炭素(にさんかたんそ)
    • ◯ 炭酸(たんさん)ナトリウム・水(みず)・酸素(さんそ)

    正解:炭酸ナトリウム・水・二酸化炭素
    炭酸水素(たんさんすいそ)ナトリウムを加熱(かねつ)すると、炭酸(たんさん)ナトリウム・水(みず)・二酸化炭素(にさんかたんそ)(新しいタブで開きます)の3つの物質(ぶっしつ)に分(わ)かれる。

  2. 炭酸水素(たんさんすいそ)ナトリウムを加熱(かねつ)するとき、試験管(しけんかん)の口(くち)を少(すこ)し下(さ)げるのはなぜか。

    • ◯ 試験管(しけんかん)を速(はや)く冷(さ)ますため
    • ◯ できた水(みず)が加熱(かねつ)部分(ぶぶん)に流(なが)れ込(こ)むのを防(ふせ)ぐため
    • ◯ 石灰水(せっかいすい)が逆流(ぎゃくりゅう)しやすくするため
    • ◯ 気体(きたい)がすぐに抜(ぬ)けるようにするため

    正解:できた水が加熱部分に流れ込むのを防ぐため
    試験管(しけんかん)の口(くち)を下(さ)げておくと、できた水(みず)が加熱(かねつ)している部分(ぶぶん)に流(なが)れ込(こ)んで試験管(しけんかん)が割(わ)れるのを防(ふせ)げる。

  3. 炭酸水素(たんさんすいそ)ナトリウムの加熱(かねつ)実験(じっけん)で、火(ひ)を消(け)す前(まえ)にガラス管(かん)を石灰水(せっかいすい)から抜(ぬ)くのはなぜか。

    • ◯ 石灰水(せっかいすい)の濁(にご)りを見(み)やすくするため
    • ◯ ガラス管(かん)を冷(ひ)やすため
    • ◯ 気体(きたい)をすべて石灰水(せっかいすい)に通(とお)すため
    • ◯ 石灰水(せっかいすい)が試験管(しけんかん)に逆流(ぎゃくりゅう)するのを防(ふせ)ぐため

    正解:石灰水が試験管に逆流するのを防ぐため
    火(ひ)を消(け)すと試験管内(しけんかんない)の圧力(あつりょく)が下(さ)がり、ガラス管(かん)を石灰水(せっかいすい)に入(い)れたままだと石灰水(せっかいすい)が逆流(ぎゃくりゅう)して試験管(しけんかん)が割(わ)れるおそれがある。

  4. 水(みず)を電気(でんき)分解(ぶんかい)したとき、陰極(いんきょく)に発生(はっせい)する水素(すいそ)と陽極(ようきょく)に発生(はっせい)する酸素(さんそ)の体積(たいせき)比(ひ)はどれか。

    • ◯ 水素(すいそ):酸素(さんそ)=3:1
    • ◯ 水素(すいそ):酸素(さんそ)=2:1
    • ◯ 水素(すいそ):酸素(さんそ)=1:2
    • ◯ 水素(すいそ):酸素(さんそ)=1:1

    正解:水素:酸素=2:1
    水(みず)の電気(でんき)分解(ぶんかい)では陰極(いんきょく)(新しいタブで開きます)に水素(すいそ)(新しいタブで開きます)、陽極(ようきょく)に酸素(さんそ)が発生(はっせい)し、その体積(たいせき)比(ひ)は水素(すいそ):酸素(さんそ)=2:1になる。

単元のポイント

  • 熱分解(ねつぶんかい) 熱(ねつ)を加(くわ)えて物質(ぶっしつ)を分解(ぶんかい)すること。炭酸水素(たんさんすいそ)ナトリウムや酸化銀(さんかぎん)の分解(ぶんかい)がその例(れい)
  • 電気(でんき)分解(ぶんかい) 電流(でんりゅう)を流(なが)して物質(ぶっしつ)を分解(ぶんかい)すること。水(みず)の電気(でんき)分解(ぶんかい)がその例(れい)
  • 石灰水(せっかいすい)・塩化(えんか)コバルト紙(し) 石灰水(せっかいすい)は二酸化炭素(にさんかたんそ)で白(しろ)く濁(にご)る。塩化(えんか)コバルト紙(し)は水(みず)に触(ふ)れると青色(あおいろ)から赤色(あかいろ)(桃色(ももいろ))に変(か)わる
  • 陰極(いんきょく)・陽極(ようきょく) 水(みず)の電気(でんき)分解(ぶんかい)では陰極(いんきょく)に水素(すいそ)、陽極(ようきょく)に酸素(さんそ)が発生(はっせい)し、体積(たいせき)比(ひ)は水素(すいそ):酸素(さんそ)=2:1
問題を解く
単元のポイント
  • 熱分解(ねつぶんかい) 熱(ねつ)を加(くわ)えて物質(ぶっしつ)を分解(ぶんかい)すること。炭酸水素(たんさんすいそ)ナトリウムや酸化銀(さんかぎん)の分解(ぶんかい)がその例(れい)
  • 電気(でんき)分解(ぶんかい) 電流(でんりゅう)を流(なが)して物質(ぶっしつ)を分解(ぶんかい)すること。水(みず)の電気(でんき)分解(ぶんかい)がその例(れい)
  • 石灰水(せっかいすい)・塩化(えんか)コバルト紙(し) 石灰水(せっかいすい)は二酸化炭素(にさんかたんそ)で白(しろ)く濁(にご)る。塩化(えんか)コバルト紙(し)は水(みず)に触(ふ)れると青色(あおいろ)から赤色(あかいろ)(桃色(ももいろ))に変(か)わる
  • 陰極(いんきょく)・陽極(ようきょく) 水(みず)の電気(でんき)分解(ぶんかい)では陰極(いんきょく)に水素(すいそ)、陽極(ようきょく)に酸素(さんそ)が発生(はっせい)し、体積(たいせき)比(ひ)は水素(すいそ):酸素(さんそ)=2:1