豊島岡女子学園・理科化学問題のくわしい解説
すぐる学習会
平成31年第１回

２ 下の表を，何も見なくても書けるようにしましょう。
表の中の「〇」はとけることを，「△」は熱するととけることを，「×」はとけないことを表しています。とけたときに発生する気体は水素です。
金属の表面にあわがつくので金属の中に水素の「もと」があるように見えますが，実際は水溶液の中に水素の「もと」があります。
水 素

アルミニウムあえん

鉄マグネシウム

銅

塩 酸

〇

〇

〇

〇

×水酸化ナトリウム水溶液

〇

△×××

(1)から(7)の問題を解く前に，問題文を読んでわかることをきちんと整理しましょう。
表１は，１ｇのアルミニウムにＡ液（塩酸）を加えていったときの，Ａ液の体積と発生した水素の体積をまとめたものです。
水素（mL）
Ａ液をまったく加えなかったら水素も 1400まったく発生しないこともふくめて，表１の数値をグラフの点で表すと，右のようになります。
700

0

点と点を線で結ぶと右のグラフのようになり，１ｇのアルミニウムを過不足なくとかすＡ液（塩酸）の体積は 100 mLであることがわかり，そのときに発生する水素の体積は 1400 mLであることもわかります。

5010015020050100150200

Ａ液（mL）

水素（mL）
1400700

0-1-Ａ液（mL）

反応式にすると，次のようになります。
アルミニウム ＋ Ａ液（塩酸）1ｇ
100 mL水素
1400 mL…（ア）

表２は，１ｇのアルミニウムにＢ液（水酸化ナトリウム水溶液）を加えていったときの，Ｂ液の体積と発生した水素の体積をまとめたものです。
Ｂ液をまったく加えなかったら水素もまったく発生しないこともふくめて，表２の数値をグラフの点で表すと，右のようになります。

水素（mL）
1400
1050

525050水素（mL）
アルミニウムとＢ液が過不足なく反応するまではグラフは直線になり，過不足
1400なく反応した後もＢ液をさらに加えると，1050
もうアルミニウムは残っていないので，さらに水素が発生することはなく，グラフは水平になります。
525
よって右のグラフのようになります。
（Ｂ液が 150 mLのときに過不足なく反応すると考えるミスが多いです。注意し050ましょう。）

150200100

Ｐ150200

Ｂ液が 50 mLのとき，水素は 525 mL発生します。
過不足なく反応したとき，水素は 1400 mL発生しています。
88400
1400÷525＝ （倍）ですから，グラフのＰは，50 × ＝（mL）です。
333
反応式にすると，次のようになります。
アルミニウム ＋ Ｂ液（水ナト）
400 mL1ｇ
3

水素1400 mL-2-…（イ）Ｂ液（mL）

100Ｂ液（mL）

（ア），（イ）2つの反応式を利用して，問題を解いていくことになります。
アルミニウム ＋ Ａ液（塩酸）1ｇ
100 mL

水素1400 mL

アルミニウム ＋ Ｂ液（水ナト）
400 mL1ｇ
3水素…（ア）…（イ）

1400 mL

では，(1)～(7)の問題を解いていきましょう。
(1)

アルミニウムと塩酸で発生するのも，アルミニウムと水酸化ナトリウム水溶液で発生するのも，どちらも水素です。
ですから，水素の性質として最も適当なものを選ぶことになります。
「あ」はアンモニアですから×です。
「い」は酸素ですから×です。
「う」は二酸化炭素ですから×です。
「え」が水素ですから〇です。
よって答えは「え」になります。

(2)（ア）の反応式を利用して解きます。
アルミニウム ＋ Ａ液（塩酸）1ｇ
100 mLＰ倍
0.8 ｇ

水素1400 mL

Ｑ倍

…（ア）

Ｒ倍

60 mL

上の反応式のＰは，0.8÷1＝0.8（倍），Ｑは，60÷100＝0.6（倍）です。
小さい方に合わせるので，Ｒは0.6倍にして，1400×0.6＝840（mL）になります。
(3) 1ｇのアルミニウムに110mLのＡ液を加えた場合については，（ア）の反応式を利用して解きます。
アルミニウム ＋ Ａ液（塩酸）1ｇ
100 mLＰ倍
1ｇ

水素1400 mL

Ｑ倍
110 mL-3-…（ア）上の反応式のＰは1倍，Ｑは，110÷100＝1.1（倍）です。
小さい方に合わせるので，Ｑも1倍にします。
よってＡ液が，110－100＝10（mL）残り，アルミニウムは残らないことになります。
アルミニウム ＋ Ａ液（塩酸）1ｇ
100 mL１倍1ｇ

水素1400 mL…（ア）１倍
110 mL
100 mL（10 mL 残り）

１ｇのアルミニウムに110mLのＢ液を加えた場合については，（イ）の反応式を利用して解きます。
アルミニウム ＋ Ｂ液（水ナト）
400 mL
1ｇ
3Ｐ倍
1ｇ

Ｑ倍

水素
1400 mL…（イ）Ｒ倍

110 mL400 33上の反応式のＰは1倍，Ｑは，110÷＝ （倍）です。
34033
小さい方に合わせるので，Ｐも 倍にします。
4033 7
よってアルミニウムが，1－ ＝ （ｇ）残ることになります。
40 40
アルミニウム ＋ Ｂ液（水ナト）
400 mL
1ｇ
333 倍
33 倍
40401ｇmL
11033 ｇ407（ ｇ 残り）40

水素1400 mL…（イ）

したがって，反応後のＡ液はアルミニウムが残らず，反応後のＢ液はアルミニウムが残ることになりますから，答えは「う」になります。

-4-

【実験２】では，溶液⑤ではアルミニウムは溶けず，水素も発生しなかったそうです。
よって溶液⑤では，Ａ液（塩酸）も残らず，Ｂ液（水酸化ナトリウム水溶液）も残らなかったのですから，完全中和していることになります。
Ａ液：Ｂ液＝40：160＝1：4 で完全中和することがわかりました。
Ａ液：Ｂ液＝1：4 で完全中和
また，【実験２】には，溶液②に3ｇのアルミニウムを加えたら，2100mLの水素が発生したと書いてありました。
本当に2100mL発生するのか，確かめてみます。
溶液②は，Ａ液を160mLと，Ｂ液を40mLとを混ぜ合わせた溶液です。
Ａ液：Ｂ液＝1：4 で完全中和するのですから，Ｂ液40mLに対して，Ａ液は，40÷4＝10（mL）あれば完全中和します。
ところがＡ液は160mLもあるのですから，Ａ液が 160－10＝150（mL）あまっています。
3ｇのアルミニウムに，Ａ液150mLを加えたことになりますから，アルミニウム ＋ Ａ液（塩酸）1ｇ
100 mL
Ｐ倍
3ｇ

Ｑ倍

水素
1400 mL…（ア）

Ｒ倍

150 mL

上の反応式のＰは，3÷1＝3（倍），Ｑは，150÷100＝1.5（倍）です。
小さい方に合わせるので，Ｒは1.5倍にして，1400×1.5＝2100（mL）の水素が発生し，確かに2100mLの水素が発生しました。

(4)【実験２】で説明した通り，溶液②はＡ液が150mLあまっている状態です。
塩酸があまっているのですから，溶液は酸性です。
ＢＴＢ液は，酸性のとき黄色になりますから，答えは「う」です。

(5)【実験２】で説明した通り，溶液②はＡ液が150mLあまっている状態です。
それを，この問題では「溶液②は150mLの溶液Ａと同じはたらきをしている」と考えるそうです。
溶液③は，Ａ液を120mLと，Ｂ液を80mLとを混ぜ合わせた溶液です。
Ａ液：Ｂ液＝1：4 で完全中和するのですから，Ｂ液80mLに対して，Ａ液は，80÷4＝20（mL）あれば完全中和します。
ところがＡ液は120mLもあるのですから，Ａ液が 120－20＝100（mL）あまっています。
よって，「溶液③は100mLの溶液Ａと同じはたらきをしている」といえます。

-5-

(6)

溶液④は，Ａ液を80mLと，Ｂ液を120mLとを混ぜ合わせた溶液です。
Ａ液：Ｂ液＝1：4 で完全中和するのですから，Ｂ液120mLに対して，Ａ液は，120÷4＝30（mL）あれば完全中和します。
ところがＡ液は80mLもあるのですから，Ａ液が 80－30＝50（mL）あまっています。
3ｇのアルミニウムに，Ａ液50mLを加えたときに，水素が何mL発生するか，という問題になりました。
アルミニウム ＋ Ａ液（塩酸）1ｇ
100 mL
Ｐ倍

水素
1400 mL

Ｑ倍

…（ア）

Ｒ倍

50 mL

3ｇ

上の反応式のＰは，3÷1＝3（倍），Ｑは，50÷100＝0.5（倍）です。
小さい方に合わせるので，Ｒは0.5倍にして，1400×0.5＝700（mL）の水素が発生することになります。

(7) まず，3ｇのアルミニウムに，溶液⑥を加えると，本当にアルミニウムが1.5ｇ残るのかどうかを確かめましょう。
溶液⑥は，Ｂ液が200mLの溶液です。
アルミニウム ＋ Ｂ液（水ナト）
400 mL
1ｇ
3Ｐ倍
3ｇ

水素
1400 mL…（イ）Ｑ倍
200 mL

400＝1.5（倍）です。
3小さい方に合わせるので，Ｐも1.5倍すると，1×1.5＝1.5（ｇ）のアルミニウムを使い，1－1.5＝1.5（ｇ）のアルミニウムが1.5ｇ残ることがわかり，確かめられました。
ました。
上の反応式のＰは 3÷1＝3（倍），Ｑは，200÷

ではあらためて，(7)を解いていくことにしましょう。

-6-

溶液①から溶液④は，どれもＡ液（塩酸）が残る溶液ですから，（ア）の反応式を利用します。
アルミニウム ＋ Ａ液（塩酸）1ｇ
100 mL水素
1400 mL…（ア）

3ｇのアルミニウムのうち，1.5ｇが残ったということは，3－1.5＝1.5（ｇ）のアルミニウムが使われたことになります。
（ア）の反応式では，アルミニウムは1ｇになっていますから，1.5÷1＝1.5（倍）のアルミニウムが使われたわけです。
よってＡ液（塩酸）も1.5倍使われたことになるので，100×1.5＝150（mL）のＡ液（塩酸）が使われました。
溶液①から溶液④は，どれもＡ液（塩酸）とＢ液（水酸化ナトリウム水溶液）が合わせて200mLになっています。
200mLのうち，Ａ液が150mL使われたのですから，残り 200－150＝50（mL）は，Ａ液とＢ液が完全中和していたはずです。
Ａ液とＢ液は1：4で完全中和するのですから，50÷(1＋4)×1＝10（mL）のＡ液と，10×4＝40（mL）のＢ液が完全中和しました。
結局，Ａ液はアルミニウムをとかすために150mL，完全中和のために10mLあったのですから，合計 150＋10＝160（mL）あり，Ｂ液は完全中和のために40mLあったはずです。
そのような割合になっているのは溶液②ですから，答えは「い」になります。
（注意）答えを「②」と書くと×になります。あまりにも残念な間違いですから，注意しましょう。

-7-