化学:物質の構成・化学変化・イオン・化学反応式
化学分野は、物質の構成(原子・分子・化学式)、化学変化(化合・分解・酸化還元・質量保存)、イオン(電離・中和・電気分解)、化学反応式の4領域から出題されます。実験の数値データから規則性を見つけ、反応式で表す力が問われます。
物質の構成
- 物質は純物質と混合物に分けられ、純物質はさらに単体と化合物に分けられる。
- 原子は種類ごとに元素記号で表す。1文字目は大文字、2文字目は小文字(Cu、Na)。
- 化学式の数字は元素記号の右下に小さく書く。係数とは意味が違う。
化学変化
- 化合は2種類以上から1種類、分解は1種類から2種類以上ができる変化。
- 酸化は酸素を受け取る変化、還元は酸素を失う変化で、両者は同時に起こる。
- 化学変化の前後で物質全体の質量は変わらない(質量保存の法則)。気体が出入りするときは密閉容器で確かめる。
イオンと中和
- 原子が電子を失うと陽イオン、受け取ると陰イオン。Na⁺、Cl⁻、Mg²⁺のように電荷を右上に書く。
- 酸性は水素イオンH⁺、アルカリ性は水酸化物イオンOH⁻が原因。
- 中和はH⁺+OH⁻→H₂O。生じる塩は陽イオンと陰イオンの組み合わせで決まる。
- 電気分解では陽極に陰イオン、陰極に陽イオンが集まる。塩化銅水溶液なら陰極に銅、陽極に塩素。
化学反応式のつくり方
- 反応する物質と生成する物質を化学式で書く。
- 両辺の原子の数を数え、係数で合わせる。
- 係数を最も簡単な整数比にする。
例題(質量比)
銅0.64gを完全に酸化すると0.80gの酸化銅になった。銅と酸素の質量比を求め、銅2.0gを完全に酸化するときに必要な酸素の質量を答えよ。 考え方:化合した酸素は0.80−0.64=0.16g。銅:酸素=0.64:0.16=4:1。銅2.0gには2.0×1/4=0.5gの酸素が化合し、酸化銅は2.5gできる。
失点しやすいポイント
- 係数と元素記号右下の数字の混同(2H₂Oは水分子2個)。
- 質量保存で、発生した気体の質量を数え忘れる。
- 中和でできる塩の名称(塩化ナトリウムなど)を答えられない。
- 還元を「酸素をもらうこと」と逆に覚える。
- イオンの+・−の書き忘れ。