理科「水よう液」［中学受験］

問題3
物質のなかには、塩酸にとけると気体が発生するものがあります。たとえば、アルミニウムが塩酸にとけると、気体Aが発生します。また、亜鉛（あえん）とい う金属も塩酸にとけて、そのとき気体Aが発生します。一方、石灰石（せっかいせき）が塩酸にとけると気体Bが発生します。この気体Bは、紙や木が燃えるときにも発生します。

1.　気体Aと気体Bの性質についてあてはまるものを、それぞれ下のア～オから選び、記号で答えなさい。
　ア．ものを燃やすはたらきがある。
　イ．石灰水に通すと白くにごる。
　ウ．火を近づけるとよく燃える。
　エ．特有のにおいがある。
　オ．水でぬらした赤色リトマス紙を青くする。

一種類の金属を一定のこさの塩酸にとかすとき、以下のことが知られています。
・塩酸がじゅうぶんにある場合は、発生する気体の体積は、とかした金属の重さに比例する。
・金属がじゅうぶんにある場合は、発生する気体の体積は、用いた塩酸の体積に比例する。

このことをふまえて、次の実験に関する問いに答えなさい。ただし、これらの実験は、すべて同じ温度のもとで、同じこさの塩酸を用いて行いました。なお、気体Aは水にとけないものとします。

実験1　さまざまな体積の塩酸を、それぞれアルミニウム0.2gに加えたときに発生した気体Aの体積をはかったところ、次のようになりました。

表


実験2　さまざまな重さの亜鉛に対して、塩酸50cm3を加えたときに発生した気体Aの体積をはかったところ、次のようになりました。

表

2.　アルミニウム0.2gをすべてとかすのに、この塩酸は少なくとも何cm3必要ですか。
3.この塩酸50 cm3に、亜鉛は最大で何gまでとかすことができますか。
4.次のような実験を行ったとき、気体Aはそれぞれ何cm3発生すると考えられますか。
（1）アルミニウム0.4gに、塩酸30 cm3を加える。
（2）アルミニウム0.4gに、塩酸50 cm3を加える。
（3）アルミニウム0.1gに、塩酸10 cm3を加える。
（4）アルミニウム0.1gに、塩酸30 cm3を加える。
（5）亜鉛0.8gに、塩酸100 cm3を加える。
（6）亜鉛1.2gに、塩酸100 cm3を加える。
（7）亜鉛0.4gに、塩酸25 cm3を加える。
（8）亜鉛0.8gに、塩酸25 cm3を加える。
5.アルミニウム1gにじゅうぶんな量の塩酸を加えたときに発生する気体Aの体積は、亜鉛1gにじゅうぶんな量の塩酸を加えたときに発生する気体Aの体積の何倍になりますか。
（麻布中　2007年）
＜問題３の考え方と答え＞
さあ、次は麻布中の過去問だよ。これも、タイプ3の問題だよ。
では、さっそくいってみましょう！
＜問題３　1の考え方と答え＞
気体A　は？　→　水素だよね。簡単！ じゃあ、その特ちょうは？
（答え）気体Aの性質：ウ

気体B　は？　→　二酸化炭素だよね。じゃあ、答えは？
（答え）気体Aの性質：イ
＜問題３　2の考え方と答え＞
これも問題2ができていれば簡単だね！
どこまでが比例しているのか？　…を見やぶればいいのだ。

表

塩酸40 cm3 まで比例していて、50 cm3 では比例していませんね。

つまり、アルミニウム 0.2g が全部とけるときに発生する水素は 288 cm3 です。
そのときに反応する塩酸は？

10×288/72＝40　（答え）40立方センチメートル
＜問題３　3の考え方と答え＞
2と同じ考え方をすればいいね。

0.2×360/80＝0.9　（答え）0.9g
＜問題３　4の考え方と答え＞
（1）～（8）まで、いろいろあるけど、ポイントはただ1つ。
「どっちがとけ残っているのか？」…ということです。

〈整理しておきましょう〉

アルミニウム 0.2 g → 塩酸 40 cm3 がちょうどいい。

塩酸 50 cm3 → 亜鉛（あえん） 0.9 g がちょうどいい。



（1）アルミニウム 0.4 gとちょうど反応する塩酸は？
40×0.4/0.2＝80立方センチメートル

だから、塩酸30 cm3 を入れても、アルミニウムはとけ残る。

問題文にも書いてありますね。
「金属がじゅうぶんにある場合は、発生する気体の体積は、用いた塩酸の体積に比例する」ので、表より、塩酸30 cm3 のときに発生する水素は？
（1）の答え　216立方センチメートル

（2）（1）と同じように、アルミニウムはとけ残ります。
ただし、アルミニウムの量が0.4g なので、塩酸を80 cm3 加えるまで、水素は比例して発生します。
72×50/10＝360
（2）の答え　360立方センチメートル

（3）アルミニウム 0.1gとちょうど反応する塩酸は？
40×0.1/0.2＝20立方センチメートル

だから、同じようにアルミニウムがとけ残り、表より発生する塩素は？
（3）の答え　72立方センチメートル

（4）今度はアルミニウムがすべてとけます。
加えた塩酸30 cm3 のうち、20 cm3 が反応するので、表より発生する水素は？
（4）の答え　144立方センチメートル

（5）塩酸100 cm3 にちょうど反応する亜鉛は？
0.9×100/50＝1.8g　です。
だから、ここで亜鉛がすべてとけますね。

「塩酸がじゅうぶんにある場合は、発生する気体の体積は、とかした金属の重さに比例する」
つまり、表より発生する水素の体積は？
（5）の答え　320立方センチメートル

（6）（5）と同じように亜鉛はすべてとけますが、塩酸が2倍の100 cm3 になっているので、加える亜鉛の量が 1.8gになるまで、発生する水素の量は比例します。
80×1.2/0.2＝480
（6）の答え　480立方センチメートル

（7）25 cm3 にちょうど反応する亜鉛は？
0.9×25/50＝0.45g　だから、亜鉛0.4gはすべて反応する。
発生する水素は？　表より、
（7）の答え　160立方センチメートル

（8）加えた亜鉛0.8gのうち、0.45gがとける。
80×0.45/0.2＝180
（8）の答え　180立方センチメートル
＜問題３　5の考え方と答え＞
2.より、アルミニウム0.2gを完全にとかしたら、水素は288 cm3 発生する。だから、じゅうぶんな量の塩酸にアルミニウム1.0gをとかしたら、
288×1.0/0.2＝1440立方センチメートルの水素が発生する。

3.より、亜鉛0.9gがとけると360 cm3 の水素が発生するから、
じゅうぶんな量の塩酸に亜鉛1.0gをとかすと、
360×1.0/0.9＝400立方センチメートルの水素が発生する。

これより、

1440 ÷ 400 ＝ 3.6
（答え）　3.6倍

プロフィール

大人気メールマガジン「コロンブス的・超発想で中学受験を成功させる方法」の発行人で、中学受験カウンセラー。メルマガは殿堂入りを果たす。理科・替え歌暗記法のCD『愛のメモリーTM』も作成。

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