栄光学園中学校
2023年度｜理科

二つの減少量を出してから差を取る

表1では、炭酸水と水のそれぞれについて「開けた直後の重さ−指定された時間後の重さ」を計算します。炭酸水の減少には、水が蒸発した分も含まれます。水だけの実験でその分を見積もり、炭酸水の減少量から引く順番を確かめましょう。

二本のグラフの同じ時刻の高さを、いきなり引く方法とは異なります。初めの重さがそろっていないため、各試料がどれだけ軽くなったかを先に求める必要があります。表の初めと終わりをそれぞれ囲み、二つの引き算が何を表すのか書いてみましょう。

装置図では気体の通り道を追う

問4は、図2と図3でガラス管の先端の位置を比べます。三角フラスコから出た気体が、どこで水に触れ、どこへ集まるのかを矢印でたどりましょう。二酸化炭素が途中で水に溶ければ、集めて測る量がどう変わるかまで考えると、改良の目的を説明できます。

実験2では、水の重さや反応させる時間などを決めて比較しています。表を読む前に、変えたのはクエン酸の重さか、重そうの重さかを確認します。図4の条件と、問5で固定している物質は入れ替わるので、軸の名前だけを付け替えて同じグラフを選ばないようにしましょう。

全発生量から、集まった分を引く

クエン酸と重そうを同じ重さずつ入れても、両方がちょうど使い切られるとは限りません。問題文に示された反応の重さの比から、先になくなる物質を判断し、それを基準に二酸化炭素の全発生量を計算します。

メスシリンダーで測ったのは、発生した気体のうち水に溶けずに集まった分です。これを全発生量と同じ単位に換算してから引くと、溶けた分が求められます。割合を出すときの分母は全発生量です。「全体」「集まった分」「溶けた分」の三つの欄を作り、重さと体積を混ぜて計算しないようにしましょう。

炭酸水の結果は、かき混ぜただけの分を差し引く

実験3と実験4は、同じ種類の炭酸水同士で対応させます。問8には、かき混ぜることで抜ける二酸化炭素の量が、二つの実験条件で変わらないとする仮定があります。この条件のもとで、表3から表4の値を引きます。

この差が表すのは、反応で発生した二酸化炭素のうち、気体として集まった分です。反応による全発生量と取り違えないようにしましょう。問9の表5では、そこからさらに水や炭酸水に溶けた分と割合を考えます。表の各行に何を入れるのかを確認してから、炭酸水A・B・Cと水の結果をそろえます。

折れ線上の割合を使って必要量を逆算する

問9の横軸は、もともと水や炭酸水に溶けていた二酸化炭素の重さです。縦軸は、新たに発生した二酸化炭素のうち溶けた割合です。集まった気体の体積をそのまま縦軸に置かず、表5の最後の行まで計算してから点を打ちます。

問11では、まず放置後の炭酸水に残っている二酸化炭素の重さを求めます。その値を横軸に取り、どの二点を結ぶ線の上にあるかを調べ、対応する割合を読み取ります。必要な「溶ける量」をその割合で割り戻すと、「発生させる量」が分かります。そこから反応の重さの比を使って、二つの物質の必要量へ戻りましょう。

問7は、問6で選んだ割合を使うよう指定されています。問11では、問9・10の結果を使うため、使う割合を見直す必要があります。同じ炭酸水を戻す問題でも、参照する実験結果が変わることを確かめましょう。最後に物質名と数値の対応、必要量の大小、指定された小数の桁をチェックすると、長い計算の取り違えを見つけやすくなります。