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2年化学変化と原子・分子(穴埋め問題)

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原子・分子

  • 原子・・・物質をつくっていて、それ以上分けることのできない最小の粒。下のような性質を持つ
    • それ以上分けられない
    • なくならない
    • 新しくできない
    • 他の原子に変わらない
    • 種類によって質量大きさが異なる
  • 分子・・・原子がいくつかむすびついてできている、物質の性質を示す最小の粒。
    • 酸素原子✕2 → 酸素分子
    • 水素原子✕2、酸素原子✕1 → 水分子

原子の記号

水素(H) ヘリウム(He) リチウム(Li) 炭素(C) 窒素(N) 酸素(O) ナトリウム(Na) マグネシウム(Mg) アルミニウム(Al) 硫黄(S) 塩素(Cl) カリウム(K) カルシウム(Ca) 鉄(Fe) 銅(Cu) 亜鉛(Zn) 銀(Ag) バリウム(Ba) 金(Au)

水素(H) ヘリウム(He) リチウム(Li) 炭素(C) 窒素(N) 酸素(O) ナトリウム(Na) マグネシウム(Mg) アルミニウム(Al) 硫黄(S) 塩素(Cl) カリウム(K) カルシウム(Ca) (Fe) (Cu) 亜鉛(Zn) (Ag) バリウム(Ba) (Au)

化学式

化学式・・・原子の記号を使って、物質の成り立ちを表した式

H2(水素分子) O2(酸素分子) H2O(水分子) CO2(二酸化炭素分子)

H2(水素分子) O2(酸素分子) H2O(分子) CO2(二酸化炭素分子)

単体の化学式

分子をつくる場合

  1. 分子のモデルを原子の記号に置き換える
  2. 原子をまとめ、個数を右下に書く

分子をつくらない場合

  1. 1個の原子で代表させる
  2. 原子の記号に置き換える

化合物の化学式

分子をつくる

  1. 分子のモデルを原子の記号に置き換える
  2. 同じ種類の原子をまとめ、個数を右下に書く

分子をつくらない

  1. 対になった原子の組で代表させる
  2. 原子の記号に置き換える

物質の分類

  • 混合物・・・2種類以上の物質が混ざりあったもの。空気(窒素と酸素と二酸化炭素)、食塩水(水と塩化ナトリウム(塩))など
  • 純粋な物質純物質)・・・一種類の物質からできているもの。水素、酸素、水、二酸化炭素など
    • 単体・・・1種類の原子からできている物質。水素(H2)、酸素(O2)など
    • 化合物・・・2種類以上の原子からできている物質。水(H2O)、二酸化炭素(CO2)など

化学変化

化学変化化学反応)・・・物質が元の物質とは異なる別の物質に変わる変化

分解

  • 分解・・・物質がもとの物質とは性質の違う、2種類以上の物質に分かれる変化。加熱によって起こるものを熱分解、電流を流すことによって起こるものを電気分解という。

物質A → 物質B + 物質C

炭酸水素ナトリウムの(熱)分解

炭酸水素ナトリウム(2NaHCO3)→炭酸ナトリウムNa2CO3)+二酸化炭素CO2)+H2O

  • 炭酸水素ナトリウム・・・白い粉、弱いアルカリ
  • 炭酸ナトリウム・・・白い粉、アルカリ
  • 二酸化炭素・・・石灰水が白くにごる
  • 水・・・塩化コバルト紙 色→

酸化銀の(熱)分解

酸化銀(2Ag2O)→2Ag)+酸素O2

  • 酸化銀・・・
  • 銀・・・銀白
  • 酸素・・・線香が激しく燃える

水の電気分解

水(2H2O)→水素2H2)+酸素O2

  • 水・・・塩化コバルト紙 色→
  • 水素・・・音をたてて燃える
  • 酸素・・・線香が激しく燃える

塩化銅水溶液の電気分解

塩化銅CuCl2)→ Cu)+塩素Cl2

  • 塩化銅・・・
  • 銅・・・色、金属光沢電気が通る、叩くと伸びる
  • 塩素・・・プールの消毒剤のにおい

化合

化合・・・2種類以上の物質が結びつき、別の1種類の物質がでいる化学変化。化合によってできた物質がを化合物という。

物質D + 物質E → 物質F

水素と酸素の化合

水素(2H2)+酸素(O2)→2H2O

  • 水素・・・音をたてて燃える
  • 酸素・・・線香が激しく燃える
  • 水・・・塩化コバルト紙 色→

鉄と硫黄の化合

鉄(Fe) + 硫黄(S) → 硫化鉄FeS

  • 鉄・・・磁石につく
  • 硫黄・・・
  • 硫化鉄・・・磁石につきにくい、うすい塩酸をかけると卵がくさったにおいがする

銅と硫黄の化合

銅(Cu)+硫黄(S)→硫化銅CuS

  • 銅・・・色、金属光沢電気が通る、叩くと伸びる
  • 硫黄・・・
  • 硫化銅・・・色、もろい

酸化と燃焼

酸化・・・物質が酸素と化合すること。また、激しく熱や光を出しながら酸化することを燃焼という。

物質 + 酸素 → 酸化物

炭素と酸素の化合

炭素(C) + 酸素(O2) → 二酸化炭素CO2

⇒炭素は燃焼後軽くなる

  • 炭素・・・
  • 酸素・・・線香が激しく燃える
  • 二酸化炭素・・・石灰水が白くにごる

銅と酸素の化合

銅(Cu)+酸素(O2)→酸化銅2CuO

⇒銅は燃焼後重くなる

  • 銅・・・色、金属光沢電気が通る、叩くと伸びる
  • 酸素・・・線香が激しく燃える
  • 酸化銅・・・色、もろい

鉄と酸素の化合

鉄+酸素→酸化鉄

⇒鉄は燃焼後重くなる

  • 鉄(スチールウール)・・・磁石につく、電気が流れる
  • 酸素・・・線香が激しく燃える
  • 酸化鉄・・・色、もろい

マグネシウムと酸素の化合

マグネシウム(2Mg)+酸素(O2)→酸化マグネシウム2MgO

※ 激しくをだして反応する

  • マグネシウム・・・銀白
  • 酸素・・・線香が激しく燃える
  • 酸化マグネシウム・・・色、もろい

還元

還元・・・酸化物が酸素を奪われる反応。酸化と同時に起こる。

酸化銅の炭素による還元

酸化銅(2CuO)+炭素(C)→(2Cu)+二酸化炭素(CO2)

  • 酸化銅は還元された
  • 炭素は酸化された

酸化銅の水素による還元

酸化銅(CuO)+水素(H2)→Cu)+H2O

  • 酸化銅は還元された
  • 水素は酸化された

化学変化と熱の出入り

発熱反応・・・化学変化のさいにの発生をともない、まわりの温度を上げる反応

  • 鉄+酸素→酸化鉄 ⇒ 徐々に温度が上がる (化学カイロ)
  • 酸化カルシウム+水 ⇒ 急激に温度が上がる (駅弁などで使われる)

吸熱反応・・・化学変化のさいにまわりの熱を吸収し、まわりの温度を下げる反応

  • 炭酸水素ナトリウム+クエン酸+水 ⇒ 二酸化炭素が発生し、温度が下がる
  • 水酸化バリウム+塩化アンモニウム ⇒ アンモニアが発生し、温度が下がる

※化学変化を利用して熱や光などを取り出せる状態にある物質は、エネルギーをもっている。このような物質がもっているエネルギーを化学エネルギーという。

化学変化と質量変化

気体が発生する化学変化

石灰石にうすい塩酸をかける ⇒ 二酸化炭素が発生し、反応後の物質は質量が小さくなる

※密閉容器内で実験を行う ⇒ 反応の前後で質量の総和は変わらない

沈殿のできる化学変化と質量

硫酸と水酸化バリウムを混ぜる ⇒ 白い沈殿が生じる(化学変化が起こる)。反応の前後で質量は変化しない

質量保存の法則・・・化学変化の前後で質量の総和は変わらない

化合する物質の質量の割合

2つの物質A、Bが化合物を作る場合、AとBはつねに一定の質量の割合で化合する。これを定比例の法則という。

  • 銅と酸素の化合 ⇒ 銅:酸素:酸化銅=
  • マグネシウムと酸素の化合 ⇒ マグネシウム:酸素:酸化マグネシウム=

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自己紹介(PROFILE)

窪田 一志

窪田 一志

1986年生まれ、近畿大学農学部卒業、理科コア・サイエンス・ティーチャー(CST)養成課程修了
家庭教師、個別指導、塾講師を経て、神奈川県で5年間中学校理科教師として勤務。現在は大阪府の公立中学校で理科の楽しさを子どもたちに伝えるため日々奮闘中。
教材や教具、デジタル教材の開発、効果的なICT機器の活用方法、カードゲームや問題解決を通してのコミュニケーション能力の育成など自らの実践に基づいた教育活動を展開中。
ブログのアクセス数は月7万pvを超え、ブログがアプリ化されるなど勢いのある教育研究者 兼 教育実践者。記事執筆、研修・講演依頼、書籍化についてはお問い合わせフォームからお願いします。

【著書】
100均グッズからICTまで 中学校理科アイテム&アイデア100[明治図書出版]
【協力実績】
株式会社 NHKエデュケーショナル
国立科学博物館
株式会社 朝日新聞社 企画事業本部文化事業部
株式会社 高純度化学研究所
株式会社 アスウム
株式会社 学映システム
東京学芸大学 理科教育学分野
高知大学教育学部附属小学校
横須賀市立浦賀中学校
田尻町立中学校
順不同

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