Question 1

物理変化と化学変化の区別に関する次の記述のうち、**化学変化**に該当するものの組み合わせはどれか。
A. ガソリンがエンジン内で燃焼し、二酸化炭素と水が発生した。
B. 固体のドライアイスを放置したところ、気体の二酸化炭素になった。
C. 鉄板が雨ざらしになり、表面に赤さびが発生した。
D. 食塩を水に入れてかき混ぜたところ、見えなくなった。

Accepted Answer

AとC。【解説】・化学変化：原子の組み合わせが変わり、全く別の新しい物質ができる変化（燃焼、さびる、中和、分解など）。・物理変化：物質そのものの正体は変わらず、状態や形だけが変わる変化（氷→水→水蒸気などの状態変化、水に溶ける溶解、ガラスが割れる変形など）。B（昇華）とD（溶解）は物理変化です。【試験の罠】「ガソリンが蒸発する」のは物理変化、「蒸発したガソリンが燃える」のは化学変化です。この引っかけは頻出です。【他の選択肢が不適切な理由】Bを含む組み合わせは選べません。固体が直接気体になる変化は、物質そのものは同じままで姿だけが変わるものだからです。Dを含む組み合わせも同じ理由で選べません。食塩は水の中に細かく散らばって見えなくなるだけで、別の物質に変わったわけではなく、水を蒸発させれば元の姿で取り出せます。新しい物質ができているかどうかが分かれ目になります。

Question 2

「酸化」と「還元」の定義に関する次の記述のうち、正しいものはいくつあるか。A. 酸化とは、物質が酸素と化合すること、または水素を失うことである。B. 還元とは、酸化物から酸素が奪われること、または水素と化合することである。C. 酸化と還元は常に同時に起こる現象であり、一方が酸化されればもう一方は還元されている。

Accepted Answer

3つ（すべて正しい）。【解説】酸化と還元は表裏一体の反応です。・酸化：酸素を受け取る（＋O）、水素を失う（－H）、電子を失う。・還元：酸素を失う（－O）、水素を受け取る（＋H）、電子を受け取る。酸化鉄（さびた鉄）を炭素と一緒に熱すると、炭素が酸素を奪い取って二酸化炭素（炭素は酸化された）になり、鉄は酸素を失って金属鉄（鉄は還元された）に戻ります。【試験の罠】「電子の授受」による定義（電子を失うのが酸化）も出題されることがあるため、ワンセットで覚えておきましょう。【他の選択肢が不適切な理由】正しいものを0から2に絞る答えは、いずれも選べません。Aは、酸素と結びつくことと水素を失うことを同じ向きの変化として捉えており正しい記述です。Bも、その逆向きの変化を述べたもので正しい記述です。Cも、片方が酸素や電子を受け取れば必ずもう片方が渡している、という関係を述べたもので、この二つの反応が切り離せないことを正しく示しています。

Question 3

同素体（どうそたい）の関係にある物質の組み合わせとして、正しいものはどれか。

Accepted Answer

酸素（O2）とオゾン（O3）というものの組み合わせのこと。【解説】同素体とは、同じ種類の元素（例えばOだけ）でできているのに、原子の結びつき方や数が違うため、性質が全く異なる物質のことです。代表的なものは「SCOP（スコップ）」と覚えます。・S（硫黄）：斜方硫黄、単斜硫黄、ゴム状硫黄・C（炭素）：ダイヤモンド、黒鉛、フラーレン・O（酸素）：酸素(O2)、オゾン(O3)・P（リン）：黄リン、赤リン【試験の罠】COとCO2は「化合物」同士であり、同素体ではありません（単なる別の物質です）。【他の選択肢が不適切な理由】一酸化炭素と二酸化炭素の組み合わせ、水と過酸化水素の組み合わせは、いずれも二種類の元素からできた別々の物質であり、ここで問われている関係にはあたりません。黄リンと赤リンに硫黄を加えた組み合わせも、前の二つは同じ元素からできていますが、硫黄はまったく別の元素なので同じ仲間に並べられません。同じ元素だけでできているかどうかが分かれ目です。

Question 4

酸と塩基（アルカリ）、および中和に関する記述として、最も不適切なものはどれか。

Accepted Answer

中和反応が実際に起こると、水と可燃性ガスというまったく異なる二種類が必ず同時に発生する。【解説】酸（H+を持つ）と塩基（OH-を持つ）が反応すると、H+とOH-が結びついてただの「水（H2O）」になり、残りの成分が結びついて「塩（えん）」になります（例：塩酸HCl＋水酸化ナトリウムNaOH → 水H2O＋塩化ナトリウムNaCl）。この反応によって酸・アルカリの危険な性質が消滅します。【試験の罠】危険物が漏洩した際、酸性の液体には消石灰（アルカリ性）を散布して「中和」する等の防災知識の前提となる問題です。【他の選択肢が不適切な理由】残る三つはいずれも正しい記述なので、不適切なものとしては選べません。酸性やアルカリ性の強さを一つの数値で表し、その中ほどが中性であるという説明は正しく、数値が小さいほど酸性が強く、大きいほどアルカリ性が強いという向きも正しいものです。酸とアルカリを混ぜて互いの性質を打ち消す反応をどう呼ぶかについても、そのとおりです。

Question 5

有機化合物と無機化合物の一般的な性質の違いについて、正しい記述の組み合わせはどれか。
A. 有機化合物の多くは炭素を含み、燃焼すると二酸化炭素と水を発生する。
B. 有機化合物の多くは融点や沸点が低く、加熱すると焦げたり分解しやすい。
C. 有機化合物の多くは水によく溶け、電気をよく通す（良導体である）。

Accepted Answer

AとBのみ正しい。【解説】石油類やプラスチックなどの有機化合物の特徴は以下の通りです。・炭素（C）を骨格に持つため、燃えるとCO2とH2Oが出る。・熱に弱く、融点・沸点が低い。・水には溶けにくく、有機溶剤によく溶ける。・電気を通さない「絶縁体」である。【試験の罠】有機化合物が電気を通さない（絶縁体）からこそ、静電気が逃げずに帯電しやすく、静電気火災の原因になるという超重要論点につながります。【他の選択肢が不適切な理由】Cを含む組み合わせは選べません。石油類のような物質は水に溶けにくく、電気も通しにくいのが一般的だからです。この電気を通しにくいという性質こそが、生じた静電気が逃げ場を失ってたまり続ける原因になり、火花による引火の危険につながります。よく溶けてよく電気を通すという記述は、この重要な性質と正反対の内容になっています。

Question 6

金属全般の共通性質に関する次の記述のうち、誤っているものはどれか。

Accepted Answer

すべての金属は常温常圧（20℃、1気圧）において固体として存在する。【解説】金属は自由電子を持つため、特有の光沢があり、電気や熱をよく通し、加工しやすいという共通の性質を持ちます。しかし、常温における状態については例外があり、水銀（引火性はないが毒性あり）だけは常温で液体です。【試験の罠】「すべて〜である」という絶対的な表現が出た場合は、例外（水銀）を思い出して疑うのがセオリーです。【他の選択肢が不適切な理由】残る三つはいずれも正しい記述なので、誤りとしては選べません。熱をよく伝えるという性質、電気をよく通すため静電気がたまりにくいという性質、たたけば広がり引けば伸びるという性質は、いずれも金属に共通して見られるものです。例外があるのは常温での状態のほうで、常温でも液体である金属が存在します。

Question 7

一酸化炭素（CO）および二酸化炭素（CO2）の性質に関する比較として、正しいものはどれか。

Accepted Answer

一酸化炭素は猛毒かつ可燃性であるが、二酸化炭素は無毒で不燃性である。【解説】・一酸化炭素（CO）：不完全燃焼で発生。無色無臭。猛毒。さらに燃えてCO2になれるため「可燃性ガス」でもあり、爆発の危険があります。空気とほぼ同じ重さです。・二酸化炭素（CO2）：完全燃焼で発生。無色無臭。無毒ですが、高濃度で窒息します。これ以上燃えないため「不燃性」で、消火剤に使われます。空気より重いです。【試験の罠】火災現場の最大の死因であるCOの「可燃性」という性質は見落としがちなので注意してください。【他の選択肢が不適切な理由】どちらも不完全な燃焼で生じる有毒なガスとする記述は誤りです。十分な酸素があれば生じるものと、酸素が足りないときに生じるものは別であり、毒性にも差があります。重さの比較を述べた記述も、二酸化炭素は空気より重いので逆になっています。どちらも刺激のあるにおいを持つとする記述も違い、においで気づけないことが事故につながっています。

Question 8

潮解性（ちょうかいせい）と風解性（ふうかいせい）に関する記述として、正しいものはどれか。

Accepted Answer

潮解性とは、結晶が空気中の水分を吸収して自ら溶け、水溶液になる性質である。【解説】・潮解性：塩化カルシウム（除湿剤の中身）や水酸化ナトリウムなどが、空気中の水分を吸い取って溶けてしまう現象。・風解性：炭酸ナトリウムの結晶などが、空気中に放置すると自身の結晶水を失ってボロボロの粉末になる現象（風に吹かれるからではありません）。【試験の罠】言葉の定義をストレートに問う問題です。漢字のイメージ通り「潮（水）で解ける」と覚えましょう。【他の選択肢が不適切な理由】空気中の酸素と反応して発熱や発火に至る性質とする記述は、まったく別の現象を指しています。風に吹かれて粉が飛び散る性質とする記述も、字面から連想したもので、実際には結晶の中に含まれていた水分が抜けて粉になる現象です。光や熱で分解して有毒なガスを出す性質とする記述も、ここで問われている二つの言葉のどちらとも結び付きません。

Question 9

炭化水素（炭素と水素のみで構成される有機化合物）の完全燃焼を表す基本原理として、反応後に生成される物質の正しい組み合わせはどれか。

Accepted Answer

二酸化炭素（CO2） および 水（H2O）。【解説】ガソリン、灯油、プロパン等の石油系燃料はすべて炭化水素です。これらが十分な酸素の下で燃焼（酸化）すると、含まれている炭素（C）は酸素と結びついて二酸化炭素（CO2）に、水素（H）は酸素と結びついて水蒸気（H2O）になります。これが燃焼の化学反応式の基本形となります。【試験の罠】酸素が不足すると、CO2になりきれずに「一酸化炭素（CO）」や「スス（C）」が発生します。これが不完全燃焼です。【他の選択肢が不適切な理由】一酸化炭素と水素が生じるとする記述は、酸素が足りない状態で起きることを述べたものであり、十分な酸素のもとでの燃焼の結果ではありません。すすと炭酸ガスとする記述も同じく、すすが残るのは酸素が足りない場合です。酸素と窒素の酸化物が生じるとする記述も誤りで、酸素は反応で使われる側であり、生成物として出てくるものではありません。

Question 10

アルカリ金属（ナトリウムやカリウム等）の一般的な性質として、誤っているものはどれか。

Accepted Answer

空気中の酸素とは全く反応しないため、乾燥した空気中に放置して保存する。【解説】第3類危険物（自然発火性・禁水性）であるアルカリ金属は、化学的に極めて活発です。水に触れると水素を出して爆発するだけでなく、空気中の水分や酸素とも反応して表面がすぐに酸化し、発火の危険があります。そのため、空気や水から完全に遮断するために「灯油などの保護液の中に沈めて」保存しなければなりません。【試験の罠】金属＝硬くて重いという常識を覆す物質です。柔らかくて軽く、水や空気で爆発する特殊な金属として覚えてください。【他の選択肢が不適切な理由】残る三つはいずれも正しい記述なので、誤りとしては選べません。金属でありながら刃物で切れるほど柔らかいこと、水より軽いこと、水と激しく反応して気体を出しながら燃えることは、いずれもこの仲間に共通する性質です。誤りは空気中に置いてよいとする記述で、空気中の酸素や水分とも反応するため、油の中に沈めるなどして空気から遮って保管します。

化学変化・物質の性質の一問一答