中学2年理科「化学変化と質量・熱」定期テスト対策問題

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中学2年生で学習する、質量保存の法則、化学変化と質量、化学変化と熱に関する定期テスト対策問題です。標準レベルの問題で80点を目指すレベルとなっています。解答は、問題の一番下にあるリンクより確認してください。

化学変化と質量・熱 定期テスト対策問題

この章では、質量保存の法則、化学変化と質量、化学変化と熱に関する問題を演習します。特に化学変化と質量の計算は、出題パターンが決まっているにも関わらず苦手な生徒が多い単元です。計算ができるか確認しましょう。

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化学変化と熱

化学変化と熱の出入りの関係を調べるため、次の実験1、実験2を行った。これについて、後の各問いに答えよ。

実験1

下の図1のように、ビーカーに鉄粉と活性炭を入れ、食塩水を少しずつ加えながら温度の変化を調べた。

実験2

下の図2のように、ビーカーに水酸化バリウムと塩化アンモニウムを入れ、水でぬらしたろ紙をかぶせてふたをしてよくかき混ぜ、温度の変化を調べた。

化学変化と熱

(1)実験1と実験2では、それぞ温度はどうなったか。

(2)実験1と実験2で起こった化学変化では、熱が吸収されたか、それとも放出されたか。それぞれ答えよ。

(3)実験1では、何と何が反応したか。物質名で答えよ。

(4)市販の携帯用カイロには、実験1と同じ成分が使われているが、使用する前に反応が進まないようにしてある。具体的にどのようにしてあるか。

(5)実験2で、ビーカーに水でぬらしたろ紙をかぶせてふたをするのは、実験で発生する非常に水に溶けやすい気体が空気中に出ていくのを防ぐためである。発生する気体の化学式を答えよ。

(6)実験1、実験2では化学変化に伴い、熱の出入りが見られる。このとき、吸収される熱や放出される熱を何というか。

質量保存の法則

質量保存の法則右図のような容器に、うすい塩酸と炭酸水素ナトリウムを入れ、容器のふたをしたまま容器を傾け、うすい塩酸と炭酸水素ナトリウムを十分に反応させた。反応前の全体の質量をW₁〔g〕、反応後の全体の質量をW₂〔g〕として、次の各問いに答えよ。

(1)うすい塩酸と炭酸水素ナトリウムの反応で発生する気体は何か。

(2)この化学変化の化学反応式は左辺は次のようになる。右辺を完成させよ。
HCl + NaHCO₃ → (            )

(3)W₁とW₂の間に成り立つ関係を、式で表しなさい。

(4)「化学変化に関係する物質全体の質量が変化しない」という法則を何というか。

(5)次の文は(4)を説明したものである。文中の( )に適する語を入れよ。

化学変化の前後で、原子の組み合わせは変わるが、原子の( ① )と( ② )は変化しない。したがって、化学変化の前後で物質の質量は変化しない。

(6)うすい塩酸と炭酸水素ナトリウムを十分に反応させた後、容器のふたをゆるめると、容器全体の質量は反応前に比べてどうなるか。

(7)(6)のようになるのはなぜか。理由を簡潔に答えよ。

銅の酸化

下の図は、銅の粉末をステンレス皿にとり、空気中で十分に反応させたときのようすを表している。グラフは、このときの加熱回数と加熱後のステンレス皿の上の物質の質量を測定したものである。これについて、次の各問いに答えよ。

銅の酸化 質量計算

(1)この実験で、銅の粉末を空気中の酸素と十分に反応させるために、どのようにして銅の粉末を加熱するとよいか。

(2)銅の粉末と空気中の酸素が完全に反応したのは、加熱回数が何回目のときか。

(3)グラフより、0.4gの銅の粉末と空気中の酸素を完全に反応させると、何gの酸素が化合するとわかるか。

(4)この実験から、銅と酸素が化合するときの、銅と酸素の質量の比を最も簡単な整数の比で答えよ。

(5)次に、銅の粉末を1.6gにして十分に加熱すると、何gの酸化銅が生じるとわかるか。

マグネシウムの燃焼

A班からD班は、マグネシウムをステンレス皿に入れ十分に加熱する実験を行った。表はそのときの、加熱前のマグネシウムの質量と、生じた白い物質の質量を記録したものである。これについて、次の各問いに答えよ。

A班 B班 C班 D班
マグネシウムの質量〔g〕 0.3 0.6 0.9 1.2
白色の物質の質量〔g〕 0.5 1.0 1.5 2.0

(1)この実験から、マグネシウムと酸素は、質量比何対何で反応することが分かるか。最も簡単な整数比で答えよ。

(2)次にE班が、マグネシウム2.7gを同じように十分に反応させると、白い物質が生じた。この白い物質は何g生じたか。

(3)次にF班も同じように、マグネシウム1.5gを加熱したが、加熱の仕方が不十分だったため、加熱後の質量は2.1gにしかならなかった。未反応のマグネシウムは何gか。

(4)銅と酸素は質量比4:1で反応することが知られている。同じ質量の銅とマグネシウムと化合する酸素の質量比を答えよ。

鉄と硫黄の化合

鉄と硫黄の化合右図のように、鉄粉7.0gと硫黄の粉末4.0gを試験管に入れ、混合物の上部を図のように加熱した。一部が赤くなったところでガスバーナーの火を止めると、反応は全体に広がっていった。加熱後、試験管内の物質を調べると、鉄粉と硫黄の粉末は過不足なく反応し、すべて硫化鉄になっていた。これについて、次の各問いに答えよ。

(1)問題文中の下線部①で、反応が全体に広がっていった理由を簡単に答えなさい。

(2)この実験で硫化鉄は何g生じたか。

(3)次に、鉄粉4.9gと硫黄の粉末4.0gを加熱すると、一方の物質は完全に反応し硫化鉄が生じた。このとき生じた硫化鉄は何gか。

(4)鉄と硫黄が化合するときの化学変化を、化学反応式でかけ。

気体の発生

気体の発生 計算右図のように、薬包紙にのせたいろいろな質量の石灰石とうすい塩酸10cm³を入れたビーカーを電子てんびんにのせ、反応前の質量を測定した。次に、薬包紙にのせた石灰石をビーカーに入れ、気体の発生が見られなくなってから反応後の質量を測定した。下の表は、このときの結果をまとめたものである。これについて、次の各問いに答えよ。

ビーカー A B C D E F G
石灰石の質量〔g〕 0.4 0.8 1.2 1.6 2.0 2.4 2.8
反応前の質量〔g〕 55.4 55.8 56.2 56.6 57.0 57.4 57.8
反応後の質量〔g〕 55.2 55.4 55.6 55.8 56.0 56.4 56.8

(1)この実験で発生した気体は何か。

(2)うすい塩酸10cm³が過不足なく反応する石灰石の質量は何gか。

(3)反応後のビーカーGには、石灰石の一部が溶けずに残っていた。溶け残った石灰石をすべて溶かすには、同じ濃度のうすい塩酸をさらに何cm³加える必要があるか。

(4)この実験で使ったうすい塩酸と同じ濃度の塩酸20cm³と、過不足なく反応する石灰石は何gか。また、このとき発生する気体は何gか。

解答はこちら → 定期テスト対策問題「化学変化と質量・熱」解答・解説

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