中学受験理科 講義ノート【11.気体と燃焼】

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講義編 1 気体の性質

【気体の性質①】

気 体 作 り 方 色 におい 燃性

水 素 アルミにうすい塩酸を加える 無 色 なし 燃える

酸 素 二酸化マンガンにオキシドール（過酸

化水素水）を加える 無 色 なし

燃えるの

を助ける

窒素(ちっそ) 省略※1 無 色 なし 燃えない

二酸化炭素 石灰水にうすい塩酸を加える 無 色 なし 燃えない

塩 素 省略※2 黄緑色 刺激臭 燃えない

アンモニア 省略※3 無 色 刺激臭 燃えない

塩化水素 省略※4 無 色 刺激臭 燃えない ※1 液体空気の分留。 ※2 二酸化マンガンに濃い塩酸を加えて加熱する。 ※3 塩化アンモニウムに水酸化カルシウムを加えて加熱する。 ※4 塩化ナトリウムに濃硫酸を加えて加熱する。

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【気体の性質②】

気 体 水に溶ける量（cm3）※5 重さ

※6 集め方

水 素 0.02 → ほとんど溶けない 0.07 水上置換

酸 素 0.03 → ほとんど溶けない 1.11 水上置換

窒 素 0.016 → ほとんど溶けない 0.97 水上置換

二酸化炭素 0.88 → 少し溶ける 1.53 水上置換・下方置換

塩 素 2.3 → 溶けて、酸性 2.5 下方置換

アンモニア 702 → よく溶けて、アルカリ性 0.60 上方置換

塩化水素 442 → よく溶けて、酸性 1.3 下方置換 ※5 20℃，1cm3の水に溶ける量 ※6 空気の重さを 1 としたときの重さ ＜水上置換＞ ＜下方置換＞ ＜上方置換＞

＜体積を正確にはかり取る方法＞

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【気体の性質③】

気 体 その他の性質

水 素 非常に軽い。酸素とまぜて火をつけると爆発して水ができる。

酸 素 空気中に約 21％ふくまれる。さびをつくる。

窒 素 空気中に約 78％ふくまれる。缶詰の防腐剤。

二酸化炭素 空気中に約 0.04％ふくまれる。石灰水を白くにごらせる。

塩 素 有毒。漂白作用や殺菌作用がある。

アンモニア 有毒。噴水実験。

塩化水素 水に溶かして塩酸として利用。

＜アンモニアの噴水実験＞

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【確認問題】 (1) 空気の成分のうち、およそ 80％が（ ア ）で、およそ 20％が（ イ ）です。

ア イ

(2) 酸素をつくるためには、二酸化マンガンに何を加えますか。

(3) 酸素を発生させるとき、二酸化マンガンはどのような働きをしますか。

(4) 酸素を発生させるとき、過酸化水素水(オキシドール)の濃さを 2 倍にすると、発生する

酸素の量は何倍になりますか。

(5) 酸素を発生させるとき、二酸化マンガンの量を 2 倍にすると、酸素が発生するはやさ

はどうなりますか。

(6) 酸素を発生させるために使う黒い固体の物質と同じ働きをするものには、どのような

ものがありますか。

(7) 発生させた酸素は水上置換で集めることができますが、それは酸素にどのような性質

があるからですか。

(8) 発生させて集めた気体が酸素であると確かめる方法にはどのようなものがありますか。

(9) ものが燃えるということは、ものが空気中の何と結びつくことですか。

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(10) 二酸化炭素をつくるためには、炭酸カルシウムに何を加えますか。

(11) 発生させた二酸化炭素は下方置換で集めることができますが、それは二酸化炭素にど

のような性質があるからですか。

(12) 発生した二酸化炭素の量が正確にわかるように集めるためには、どのような装置を使

えばよいですか。図で表しなさい。

(13) 二酸化炭素を固体にしたものは何ですか。

(14) 二酸化炭素を水に溶かしたものを何といいますか。

(15) 気体の中でもっとも水に溶けやすく、アルカリ性を示す気体は何ですか。

(16) 発生させた水素は水上置換で集めることができますが、それは水素にどのような性質

があるからですか。

(17) 発生させて集めた気体が水素であることを確かめるにはどのようにしたらよいです

か。

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【例題 1】 下の(表)は、いろいろな気体の性質や特徴についてまとめたもので、気体ア～カ

は酸素・二酸化炭素・アンモニア・水素・塩化水素・窒素のいずれかを表しています。 また、図１はいろいろな気体の集め方をその性質のちがいによって分けたものです。

ア イ ウ エ オ カ

20℃の 1cm3の水

に溶ける量(cm3) 0.02 442 0.02 0.03 702 0.88

空気と比べた

重さ 少し軽い 重 い

非常に

軽い 少し重い 軽 い 重 い

集め方 C A C (あ) (い) A

燃えるか 燃えない 燃えない 燃える 燃えない 燃えない 燃えない

(1) 表から、ウの気体は、20℃の水 1cm３に 0.02cm３とけ、空気に比べて非常に軽く、

集める方法はCで、燃える気体であることがわかります。この気体は何ですか。

(2) 図 1 の にあてはまる気体の性質を答えなさい。

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(3) 表の(あ)(い)にあてはまる気体の集め方を図 1 の A～C から選び、それぞれ記号で答

えなさい。

(あ) (い)

(4) 下の①②にあてはまる気体を表のア～カから選び、それぞれ記号で答えなさい。

① 空気中に最も多くふくまれている気体。

② 石灰水を白くにごらせる性質のある気体。

① ②

(5) 図 2 のように、ア～カのいずれかの気体で満たした

丸底フラスコに、スポイトで少量の水を入れると、ビー

カーの中の青色リトマス液がガラス管からフラスコの中

に吸い上げられ、ふん水のようになり、青色リトマス液

の色が赤色に変化しました。フラスコに入れた気体とし

て、あてはまるものを記号で答えなさい。

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【練習問題１】 6 種類の物質 A、B、C、D、E、F があります。ただし、これらの物質は、

次の①～⑩のうちのどれかです。この A～F の物質がそれぞれ何であるかを調べるために、

実験 1～6 を行いました。これについて、あとの問いに答えなさい。 ① 食塩 ② 炭酸水 ③ 石灰水 ④ 鉄

⑤ 銅 ⑥ アルミニウム ⑦ 塩酸

⑧ さとう ⑨ アンモニア水 ⑩ 二酸化マンガン 実験 1 A、B、C は水溶液である。それぞれの水溶液をリトマス紙につけると、A と C

は青色リトマス紙を赤色に、B は赤色リトマス紙を青色に変化させた。

実験 2 D、E、F は固体である。それぞれに水を加えてよくふると、F は溶けた。この

水溶液は、リトマス紙の色を変化させなかった。 実験 3 D、E、F に A を加えると、E から気体 X が発生した。気体 X を試験管に集め

て火をつけると、ポンと音をたてて燃えた。

実験 4 A に水酸化ナトリウム水溶液を加えて、どちらのリトマス紙の色も変化させな い水溶液をつくった。この水溶液から水を蒸発させると、F と同じ物質のつぶが 残った。また、D、E、F に水酸化ナトリウム水溶液を加えたが、気体は発生し

なかった。

実験 5 D、E、F にオキシドール（うすい過酸化水素水）を加えると、D から気体 Y がはげしく発生した。この気体 Y と実験 3 の気体 X を混合して火をつけると、 小さな爆発が起こり大きな音がした。

実験 6 B に C を加えると、白くにごった。

(1) 気体が溶けてできた水溶液を、①～⑩からすべて選び、番号で答えなさい。

(2) 実験 1 の結果だけから、B はどのような物質だと考えられますか。当てはまるもの

をすべて選び、番号で答えなさい。

(3) 実験3で発生した気体 X と、実験5で発生した気体 Y の名前をそれぞれ答えなさい。

X Y

(4) A～F は、それぞれどの物質ですか。①～⑩からそれぞれ 1 つずつ選び、番号で答え

なさい。

A B C D E F

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【例題 2】 右の図のような装置を使って、＜実験 1＞～＜実験 3＞

を行いました。

＜実験 1＞ 1g の固体 A を三角フラスコに、液体 B をろうとに 入れ、コックをひねって液体 B を固体 A に加えていった。加

えた液体 B の体積と、発生した二酸化炭素の体積との関係を

まとめると（グラフ 1）のようになった。

＜実験 2＞ 1g の固体 C を三角フラスコに、液体 D をろうとに入れ、コックをひねって

液体 D を固体 C に加えていった。加えた液体 D の体積と、発生した酸素の体積との関

係をまとめると（グラフ 2）のようになった。 ＜実験 3＞ ＜実験 2＞で、気体の発生が完全に終わったあと、三角フラスコの中に残

ったものを取り出し、十分に乾燥させてから重さをはかった。

(1) 図で、点線部「う」の部分はどのようになっていますか。正しいものを下から選び

なさい。

(2) 実験 1 で使った固体 A と液体B は何ですか。正しい組み合わせを下から選びなさい。

固体 A 液体 B

ア 二酸化マンガン うすい過酸化水素水

イ 二酸化マンガン うすい塩酸

ウ 石灰石 うすい過酸化水素水

エ 石灰石 うすい塩酸

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(3) グラフ 1 で、ア・イのとき、三角フラスコ内の固体 A・液体 B はどのようになって いますか。下から選び、それぞれ記号で答えなさい。

（a）固体 A が残っている。 （b）固体 A と液体 B の両方が残っている。 （c）液体 B が残っている。 （d）固体 A、液体 B のどちらも残っていない。 A B

(4) グラフ 1 から、固体A2.5ｇに液体Bを 120cm３加えると、何cm３の二酸化炭素が

発生すると考えられますか。

(5) グラフ 2 から、固体C2.5ｇに液体Dを 100cm３加えると、何cm３の酸素が発生す

ると考えられますか。

(6) ＜実験 3＞で、取り出した物質の重さは実験前の 1g と比べて、どのようになってい

ますか。下から選び、記号で答えなさい。 ア．重くなっている。

イ．軽くなっている。

ウ．変化していない。

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【練習問題 2】 ある濃さの塩酸を 10cm３とり、これにアルミニウムを加えて水素を発生さ

せました。加えたアルミニウムの重さと発生した水素の体積との関係を調べると、下の表

のような結果になりました。

アルミニウムの重さ（g） 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0

発生した水素の体積（cm3） 0 250 500 750 750 750

(1) 上の表の結果をもとに、アルミニウ

ムの重さと発生した水素の体積との関

係を、右の図にグラフで表しなさい。

(2) アルミニウム 0.9gを加えたとき、塩酸 10cm3と反応せずに残るアルミニウムは何g ですか。

(3) アルミニウム 0.8gを十分な量の塩酸に加えると、発生する水素の体積は何cm3です

か。

(4) アルミニウム 1.8g が全部なくなるまで、気体を発生させました。このとき使われた 塩酸の体積は何cm3ですか。

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【練習問題 3】 ある濃さの塩酸 A に、アルミニウム 5.4g を加えて水素を発生させました。

塩酸の量と発生した水素の体積との関係を調べると、下の表のような結果になりました。

塩酸の量（cm3） 0 20 50 100 150 300 400

発生した水素の 体積（cm3）

0 680 1700 3400 5100 6800 6800

(1) 5.4gのアルミニウムを完全に溶かすのに必要な塩酸Aの体積は何cm3ですか。

(2) 13.5ｇのアルミニウムをちょうど溶かすために必要な塩酸Aの体積は何cm3ですか。

(3) 塩酸A300cm3に、15.0gのアルミニウムを加えたとき、発生する水素は何cm3です か。

(4) 塩酸 A を 2 倍にうすめた塩酸 B300g に 2.7g のマグネシウムを加えたとき、発生す る水素は何 cm3 ですか。

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講義編 2 燃焼

【確認問題 1】ろうそくの燃え方を調べるために次のような実験をしました。

実験 1 ろうそくの炎の様子を観察すると図 1 のように 3 つの部分に分かれていました。

芯(しん)の近くは「炎心」と呼ばれる青むらさき色で暗い部分があり、その外側に

「内炎」と呼ばれる黄色く光る部分があり、さらに外側に「外炎」と呼ばれるうす

黄色で少し暗い部分が観察できました。

実験 2 図 2 のようにろうそくの炎の①～③の断面にガラス板をかざすと、図 3 のように

なりました。斜線の部分は黒いススがついていて、③の黒い輪の内側にはろうがつ

いていました。

実験 3 図 5 のように、ろうそくをガラスビンの中にいれると炎はゆらゆらとゆれたが燃

え続けました。その後、図 4 のように、ガラス板でビンの口をふさぐと、ガラスビ

ンの内側がくもり、だんだん炎が小さくなりました。炎が消えたあと、芯から白い

煙のようなものが出ていて、ビンの中に広がりました。

(1) 物が燃えるための 3 つの条件を挙げなさい。

①

②

③

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(2) 実験 1 と 2 の結果から、外炎、内炎、炎心の説明としてもっとも良いものを、次の

ア～カからそれぞれ 1 つずつ選び、記号で答えなさい。

ア 空気によく触れているので、完全に燃焼し、一番明るくなる。

イ ろうの気体でできていて、ほとんど燃焼していない。

ウ 空気によく触れていないので、完全に燃焼せず、ススを生じる。

エ 炎のもっとも内側なのではげしく燃焼し、一番温度が高い。

オ 炎の中でもっともはげしく燃焼し、一番温度が高い。

カ 炎の中でもっともはげしく燃焼し、一番明るい。

外炎 内炎 炎心

(3) 実験 3 において，ガラスビンの中でも，ふたをしなけ

ればろうそくは燃え続けました。このとき，空気の流れ

はどのようになりますか。図 5(右の図)に空気の流れが

わかるように矢印をかきなさい。

(4) 実験 3 において、ガラスビンがくもるのは、ろうそくが燃える時にある物質が発生

しているからです。その物質の名前を答えなさい。

(5) 実験 3 において、炎が消えたあとに、芯から出ている白い煙のようなものは何です

か。

(6) 実験 3 において、炎が消えたあとに、ガラスビンの中にふくまれる気体の成分でも

っとも多くふくまれるものは何ですか。

中学受験理科 講義ノート【11.気体と燃焼】

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【確認問題 2】右の図は、わりばしを試験管に入れて加熱

（蒸し焼き）したときのものです。

(1) 試験管の先から出てくる気体の名前を答えなさい。

また、その色は何色ですか。

名前 色

(2) (1)で出てきた気体にマッチ

の火をつけるとどうなりますか。

次のア～エの中から選びなさい。

ア マッチの火が消える

イ 青白い炎を出して燃える

ウ 明るい炎を出して燃える

エ 燃えないが、けむりが出る

(3) かたむけた試験管にたまった、かっ色の液体の名前を答えなさい。また、この液体

をある色のリトマス紙につけたら、リトマス紙の色が変わりました。何色に変わりま

したか。

名前 色

(4) 試験管に入れたわりばしの色は、何色になりましたか。

(5) 試験管をかたむける理由を答えなさい。

(6) わりばしをそのまま燃やした場合と、いったん蒸し焼きにしてから燃やした場合と

では、発生する気体の種類にちがいがあります。それぞれの場合の、気体の種類を答

えなさい。

そのまま燃やした場合

蒸し焼きにしてから燃やした場合

(7) 蒸し焼きにしたわりばしには、燃やす以外にも利用方法があります。その例を挙げ

なさい。

中学受験理科 講義ノート【11.気体と燃焼】

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【確認問題３】次の各問いに答えなさい。

(1) ガスバーナーの火のつけかたについて、下のア～オの説明を正しい順序に並べなさ

い。 ア 元栓を開く。

イ ガス調節ねじを開いて点火する。

ウ マッチに火をつける。

エ 空気調節ねじを開く。

オ ガス調節ねじと空気調節ねじが閉まっていることを確認する。

(2) ガスバーナーの火の消しかたについて、下のア～ウの説明を正しい順序に並べなさ

い。 ア 空気調節ねじを閉める。

イ 元栓を閉める。

ウ ガス調節ねじを閉める。

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【確認問題４】右のグラフは、いろいろな重さのマグ

ネシウムを加熱し、そのあとにできた酸化マグネシ

ウムの重さを調べたものです。

(1) 6g のマグネシウムを加熱すると何 g の酸化マグ

ネシウムができますか。

(2) (1)のとき、マグネシウムは何 g の酸素と結びつきまし

たか。

(3) 15g の酸化マグネシウムをつくるには何 g のマグネシウムが必要ですか。

(4) ある重さのマグネシウムを加熱すると 20g の酸化マグネシウムができましたが、マ

グネシウムが 6g だけあまってしまいました。はじめにマグネシウムは何 g ありました

か。

中学受験理科 講義ノート【11.気体と燃焼】

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【練習問題】下の表は、いろいろな重さのスチールウールを燃やす前と燃やした後の重さを

調べたものです。

燃やす前の重さ(g) 0.20 0.40 0.60 0.80 1.00 1.20 1.40

燃やした後の重さ(g) 0.28 0.56 0.84 1.12 1.40 1.68 x

(1) x にあてはまる数字を答えなさい。

(2) 3.00g のスチールウールを燃やすと、燃やしたあとの重さは何 g になりますか。

(3) ある重さのスチールウールを燃やすと、燃やしたあとの重さが 2.80g になりました。

燃やす前のスチールウールの重さは何 g ですか。

(4) 4.00g のスチールウールを燃やしたところ、4.90g の酸化鉄(酸化したスチールウー

ル)ができましたが、一部のスチールウールは燃えませんでした。燃え残った(酸化し

なかった)スチールウールは何 g ですか。

(5) この表の結果をグラフに表しなさい。