面白くて得点源になる理科のはなし

第25回 - 頻出の化学物質 金属2 -

安達めぐみ講師(鉄人会レギュラープロ家庭教師)

 

 中学入試理科の最頻出分野は、ものの性質や実験(化学分野)です。特に、金属の反応と性質については要注意で、10種類あまりの金属がよく取り上げられてきました。

 前回は金、銀、銅についてチェックしましたが、今回は、それら以外の金属で、最もよく取り上げられる(金属らしい)金属をチェックしていきます。化学式や原子記号は中学入試では解答を求められることはまずありませんが(中学課程以降で学習する内容なので)、説明上使用することがあります。

1) アルミニウム: 小学理科の実験では、よくアルミニウムはくを使用しています。それは、光を遮断する目的で使用する場合が多いからです。例えば、葉をアルミはくで包んで光合成を起こさせないようにする実験(生物分野)で使用します。

・軽金属である。密度が4 g/cm3以下の金属を軽金属といいますが、アルミニウムはその代表です(密度2.7 g/cm3。その軽い性質と、加工しやすい(延ばしやすい(展性)、金属線にしやすい(延性)、溶かしやすい(融点が低い))性質を利用して、アルミニウムはく、アルミニウムケーブルなどがつくられます。
密度や体積、重さを計算する計算問題に出題されやすい金属です。

・塩酸にも水酸化ナトリウムにも溶ける。酸にもアルカリにも溶ける金属です。
   両性金属として高校課程で学習します)ただし、アルカリでも、アンモニア水には、白い沈殿が生じます(水酸化アルミニウム)。
  酸とアルカリに対する金属の反応は、中学受験で最頻出事項ですので、よく学習する必要があります。

・ボーキサイトから精製。鉱物のボーキサイトは、社会科の貿易で習うことがあり ます。オーストラリアやブラジルが主な輸出国です。 ボーキサイト(Al2O3・nH20)から水和物を取り除いたものが、アルミナ(Al2O3)です。

・ジュラルミン: アルミニウムと少量の銅などの合金で、飛行機などに利用されます。

・ミョウバン: カリウムミョウバン(AlKSO4・12H2O)の成分です。ミョウバンは、中学受験理科では、水溶液の濃度や溶解、結晶の計算問題で取り上げられることがあります。無色の結晶であることは言われるかもしれません。

2) 鉄: 小学理科では、磁石の実験で使用する砂鉄(さてつ;砂状の磁鉄鉱)でおなじみです。磁鉄鉱(Fe3O4)や赤鉄鉱(Fe2O3)から、銑鉄(せんてつ)、さらに鋼(はがね)にして、鉄は精錬されます。この工程で、コークス(炭素(C)からなる)をM用い、酸素が取り除かれ(鉄は還元され)、不純物の炭素が除かれます。出題されやすい鉄の性質は次の通りです。

・鉄はさびやすい。鉄が酸化されてさびが生じます。鉄さびには、水が必要で、空気の状態が影響します。

例1: 赤さび(Fe2O3) スチールウールが、赤くさびる状態。赤鉄鉱の主成分。

例2: 黒さび(Fe2O3) 鉄を空気中で強熱したときに生じる。

・酸と反応して、水素発生。希塩酸(水でかなり薄めた水溶液)、希硫酸、希硝酸と反応して、水素を発生します。
 ただし、濃硝酸には溶けない(濃硝酸に接触すると、表面に酸化被膜が生じて保護されるため(不動態をつくるため)、溶けなくなります)

・赤血球の赤い色素(ヘモグロビン)の成分: 生物分野の血液の学習で習います。

・密度: 7.87 g/cm3

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