化学：物質の構成と化学変化
「化学：物質の構成と化学変化」では、物質を粒子のモデルでとらえ、原子・分子・イオンの区別、化学反応式の係数、酸化還元や中和の量的関係を扱えるかが問われる。とくに質量比や体積比を使った計算と、イオンの動きの説明が配点の中心になる。
物質の分類と粒子モデル
- 純物質は単体と化合物に分かれ、混合物とは区別する。海水・空気は混合物、酸素・二酸化炭素は純物質。
- 物質は原子という粒子でできており、原子が結びついたものが分子。イオンは電気を帯びた粒子で、原子が電子を失うと陽イオン、受け取ると陰イオンになる。
- 水溶液中的イオンの移動：陽イオンは陰極（－極）へ、陰イオンは陽極（＋極）へ引かれる。
化学反応式と量的関係
- 化学反応式は、反応前後で原子の種類と数が等しくなるよう係数をつけて書く。係数は最も簡単な整数比にする。
- 質量保存の法則：反応前後の物質全体の質量は等しい。気体が発生・吸収するときは、容器全体を密閉しないと質量は変化して見える。
- 銅と酸素は 4：1 の質量比で結びつく（銅 0.64 g を完全に酸化すると酸素 0.16 g が結びつき、酸化銅 0.80 g になる）。
酸化と還元、酸・アルカリと中和
- 酸化は物質が酸素と結びつくこと、還元は酸化物から酸素を奪うこと。炭素や水素は酸化銅から酸素を奪う還元剤としてはたらく。
- 酸性の水溶液は水素イオンを、アルカリ性の水溶液は水酸化物イオンを生じる。
- 中和では、水素イオンと水酸化物イオンが結びついて水ができる。中和点では水素イオンと水酸化物イオンはほぼ存在せず、生じた塩のイオンだけが残る。
例題
銅 1.2 g を空気中で十分に加熱したとき、得られる酸化銅の質量を求めよ。ただし銅と酸素は 4：1 の質量比で結びつくものとする。
考え方：銅 1.2 g と結びつく酸素は 1.2×1/4＝0.3 g。よって酸化銅は 1.2＋0.3＝1.5 g。銅の一部しか反応していない問題では、反応した銅の量だけを比に当てはめる。
失点しやすいポイント
- 化学反応式の係数と、分子をつくる原子の数を示す右下の数字を混同する。
- イオン式で電荷（＋・－の数）を書き忘れる。
- 中和点で水素イオンが残っていると答える。
- 質量保存の法則を、気体が発生した開放系の実験にそのまま当てはめる。