中学受験 燃焼・気体 ─ 酸素と二酸化炭素 [小5-6 理科]

結論: 燃焼には『酸素・温度・燃えるもの』の 3 つが必要

燃焼の 3 条件: 1. 燃えるもの (可燃物) 2. 酸素 3. 発火点以上の温度

1 つでも欠ければ消火。消火器は二酸化炭素・水・粉末で酸素や温度を遮断。

解法 1: 主要な気体の性質

酸素 (O₂): ・空気の 21%、無色無臭、燃焼を助ける ・発生方法: 過酸化水素水 + 二酸化マンガン ・捕集: 水上置換 (水に溶けにくい)

二酸化炭素 (CO₂): ・無色無臭、空気より重い、水に少し溶ける (炭酸水) ・発生: 石灰石 + うすい塩酸 / 炭酸水素ナトリウムを熱する ・石灰水を白く濁らせる ・捕集: 下方置換 / 水上置換

解法 2: 水素・アンモニア・窒素

水素 (H₂): ・最も軽い、燃えて爆発音 (ポンッ)、燃えると水ができる ・発生: 亜鉛 + 塩酸 / 鉄 + 塩酸 ・捕集: 水上置換

アンモニア (NH₃): ・特有の刺激臭、空気より軽い、水に非常によく溶ける ・捕集: 上方置換 (水上 NG)

窒素 (N₂): ・空気の 78%、無色無臭、反応しにくい

解法 3: 捕集法の使い分け

・水上置換: 水に溶けない・水と反応しない気体 (O₂, H₂, N₂, CO₂) ・上方置換: 水に溶けて空気より軽い気体 (NH₃) ・下方置換: 水に溶けて空気より重い気体 (CO₂, HCl, SO₂)

典型的な間違いと診断

**パターン 1: 捕集法の取り違え** → 戻る場所: 水溶性・空気との重さの関係で 3 種から選ぶ。

**パターン 2: 酸素と二酸化炭素の発生方法** → 戻る場所: 酸素は過酸化水素 + 二酸化マンガン、二酸化炭素は石灰石 + 塩酸。

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