面白くて得点源になる理科のはなし

第15回 - 出題される物質 酸素 -

安達めぐみ講師(鉄人会レギュラープロ家庭教師)

 

 中学受験理科で取り上げられやすい物質について少しずつお話したいと思います。今回は、酸素を考えます。

 酸素は、理科の化学分野で頻出で、生物分野、地学分野、物理分野とも密接な関連があります。

 まず、酸素は成分として多く含まれることがあげられます。

  • 1) 大気中で2番目に多い成分:酸素21%(約20%)
    窒素78%
    (約80%)についで2番目に空気中で多い成分。
    3番目は、アルゴン0.9%、4番目は二酸化炭素約0.04%
  • 2) 地殻中で最も多い成分:酸素46.6%
    2番目がケイ素(27.7%)、3番目がアルミニウム(8.1%)、
    4番目が(5.0%)、5番目がカルシウム(3.6%)
    アルミニウム、鉄、カルシウムは重要な金属で、小学理科でもよく学習します。地殻成分あるいは土壌成分として、酸素と重要な金属は関連して出題されることもあるでしょう。
  • 3) 海水の最も多い成分:酸素86% 水の成分として重要
  • 4) 人体(生物)で最も多い成分:人体で62%

 化学分野では、酸素の重要な性質が問われます。

  • 1) 酸素の発生:二酸化マンガンに過酸化水素水を反応させる。
    酸素は過酸化水素が酸素と水に分解して、気体として発生する。
    黒色固体の二酸化マンガンは、反応しやすくするためで、自身は変化しない(中学以降で触媒という言葉で習いますが、中学受験までではこの用語としては習わないようです)
  • 2) 水に溶けにくいので、水上置換で気体の酸素を収集する。
  • 3) ものが燃えるとき(燃焼)に必要:線香を酸素中に入れると、ぽんと音をたてて燃える実験、スチールウール(鉄)を燃やす実験などがあります。
  • 4) さびの原因になる: 鉄は空気中に置くとさびて赤くなる(酸化と酸化鉄は中学以降で詳しく習います。)
  • 5) 酸素は、色と臭いがない。

 生物分野でも、酸素は呼吸と光合成と関連してよく取り上げられます。
呼吸では酸素を吸収し二酸化炭素を排出する
こと、
逆に光合成では二酸化炭素を材料として酸素を排出することが、
実験や考察問題として出題されやすいです。特に、光合成は植物でしか行われないことがよく出題されます。

光合成は、一般的な緑色植物(被子植物、裸子植物、シダ植物、コケ植物)に加え、ミドリムシやラン藻(ユレモ、ネンジュモ)、海草(アオノリ、アオミドロ、アオサなどの緑藻類、コンブやワカメなどの褐藻類、テングサ、アサクサノリなどの紅藻類)も行うことに、注意してください。

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