【理科問題演習】酸性・アルカリ性の水溶液の判別問題

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酸・アルカリの単元では、水溶液の判別問題が出題される可能性があります。中学1年で学習した内容と少し被りますが、ここでもう一度水溶液の判別問題に挑戦しましょう。

酸性・アルカリ性の水溶液の判別問題

酸性・アルカリ性の水溶液の判別問題問題右図のように、うすい塩酸、水酸化ナトリウム水溶液、食塩水、砂糖水、アンモニア水を用意し、A~Eの試験管のいずれかにそれぞれ入れた。それぞれの試験管にどの水溶液が入っているのかを調べる実験を行った。これについて、後の各問いに答えよ。

【実験1】それぞれの水溶液のにおいをかいだところ、試験管BとDからは刺激臭がした。

【実験2】それぞれの水溶液にスチールウールを入れると、試験管Dから盛んに泡が発生していた

【実験3】それぞれの水溶液にフェノールフタレイン溶液を入れると、AとBの試験管の水溶液は赤色に変色した。

【実験4】それぞれの水溶液に電極を入れ、電流が流れるか調べたところ、試験管Eのみ電流が流れなかった。

【実験5】それぞれの水溶液を蒸発皿に少しずつとり、水分がなくなるまで水分を蒸発させると、試験管( )と試験管( )の水溶液を入れた蒸発皿には白い固体が、試験管Eには黒く焦げたような固体が残った。

(1)【実験1】の下線部で水溶液のにおいをかぐとき、どのようにしてにおいをかぐか。簡単に答えよ。

(2)【実験2】の下線部で発生した泡が何という気体か調べるには、どのような操作をしてどのような結果になればよいか。簡単に答えよ。

(3)【実験4】の下線部で、水溶液に電極を入れ電流が流れるかどうか調べるとき、1つの水溶液を調べた後、次の水溶液に電極を入れる前にすることは何か。理由を含めて簡単に答えよ。

(4)【実験5】で、加熱後、蒸発皿に白い固体が残る水溶液はA~Eのどれか。記号で2つ答えよ。

(5)実験から、試験管A~Eの水溶液が何だとわかるか。すべて答えよ。

(6)試験管A~Eの水溶液で、同じ陽イオンが存在する水溶液はどれとどれか。記号で答えよ。

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酸性・アルカリ性の水溶液の判別問題 解答・解説

(1)手であおぐようしてかぐ。
水溶液から有毒な気体や、刺激が強い気体が発生している可能性があるので、安全のため直接かがないように気をけましょう。

(2)マッチの火を近づけると音を立てて燃える。
うすい塩酸にスチールウール(鉄)を入れると水素が発生します。水素は気体の中で最も軽い気体で、空気中で火をつけると音を出して燃え、燃えた後に水ができます。

水素の発生酸性の水溶液に金属(鉄、亜鉛、マグネシウムなど)をいれると水素が発生する!

(3)水溶液が混ざるのを防ぐため、電極を精製水で洗う。
電極を精製水で洗わずに次の水溶液を調べると、水溶液が混ざってしまいます。水道水もいろんな物質が溶けているので、何も溶けていない精製水で洗うようにしましょう。

(4)A、C
実験1と2から、試験管BとDに入っている水溶液は、Bがアンモニア水、Dがうすい塩酸だとわかります。実験4で、試験管Eに入っている水溶液は砂糖水だとわかります。したがって、残りの試験管AとCのどちらかに、水酸化ナトリウム水溶液、食塩水が入っていると判断できます。ともに固体が溶けた水溶液で、加熱後白い固体が残ります。

水溶液に溶けている物質無機物の固体(食塩や水酸化ナトリウムなど)が溶けている水溶液を加熱し水分を蒸発させると、白い固体が残ります。有機物の固体(砂糖など)が溶けている水溶液を加熱し水分を蒸発させると黒い固体が残ります。

(5)A:水酸化ナトリウム水溶液 B:アンモニア水 C:食塩水 D:うすい塩酸 E:砂糖水
試験管A…においが無く、フェノールフタレイン溶液で赤色になっていることからアルカリ性の水溶液だとわかります。これに該当するのは水酸化ナトリウム水溶液のみ。
試験管B…刺激臭で、フェノールフタレイン溶液で赤色になっていることからアルカリ性の水溶液だとわかります。これに該当するのはアンモニア水のみ。
試験管D…刺激臭で、スチールウールから水素が発生していることから、強い酸性の水溶液だとわかります。これに該当するのはうすい塩酸のみ。
試験管E…電流が流れず、加熱後に黒い固体が残っていることから、有機物が溶けていることがわかります。これに該当するのは砂糖水のみ。
試験管C…試験管A、B、C、Eに入っている水溶液がわかったので、残りの試験管Cに入っている水溶液は食塩水だとわかります。

(6)AとC
試験管Aに入っている水酸化ナトリウム水溶液は次のように電離しています。
NaOH→Na⁺+OH⁻
試験管Cに入っている食塩水は次のように電離しています。
NaCl→Na⁺+Cl⁻
両方の水溶液には、同じナトリウムイオンNa⁺が入っています。

酸・アルカリの水溶液の基本事項の復習

判別問題は解けましたか?このような問題は、指示薬の知識、水溶液に溶けている溶質に関する知識、気体の発生の知識、そして酸・アルカリの知識の全てが問われます。すべて基本的な内容ですが、広く学習ができていないと解けない問題でもあります。もう一度基本をおさらいしましょう。

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