中1 理科 第1分野

質問

子供の買ってきた、とある有名どころの問題集

（以下原文ママ）
２　次の（1）～（3）の気体の集め方は、気体のどんな性質を利用しているか。
　　それぞれ下の｛　　　｝の中の性質を用いた文で説明しなさい。
（1）　二酸化炭素は下方置換法でも集められる。　　［　　　　　　　　　　　　］
（2）　水素や酸素を水上置換法で集める。　　　　　　［　　　　　　　　　　　　］
（3）　アンモニアを上方置換法で集める。　　　　　　 ［　　　　　　　　　　　　］
｛　水にとけにくい。　　水にとけやすい。　　空気より重い。　　空気より軽い。　｝
（以上原文ママ）

解答は（1）空気より重い　（2）水にとけやすい　（3）水にとけやすくて、空気より軽い。
とあったのですが、私はこの問題文において（3）は「空気より軽い」のみだと思うのです。
もし問題が「なぜアンモニアは水上置換法でなく上方置換法で集めるのか。」等ならば
この問題集の解答のような答えになるのでしょうが
この文においては水への溶解は関係ないと読み取りました。

この判断は、合っているか間違っているか、そこまで考える必要もないか。
回答お願いします。

回答No.6

toraccha

気体を集める時，基本はできるだけ純粋に集めたいという考えがあることを前提とすると，上方置換や下方置換は空気と混ざったり，逃げたりするのでできるならば避けたい捕集方法ということになります。

そこをあえて上方置換で集める理由を問われ，｛　｝内の性質を用いて記述するならば，(やむを得ず)水上置換を取らない理由である「水にとけやすい」を入れることが解答例としては適切だと思います。

水に溶ける気体でも，空気より軽ければ上方置換で集めることが可能との意見もありますが，空気より軽い気体は拡散速度が大きく空気の混入や散逸が速やかに起こります。
参考URLにヘリウムを集気瓶にいれて口を下にしたときの逃げ方のデータがあります。このページから，空気より重い気体であるブタンの逃げ方へもリンクがあります。
これらを比較すると，下方置換では気体があまり逃げないのに対して，上方置換ではどんどん逃げてしまうことがわかります。
「空気より軽い気体の場合は，上方置換は得策ではなく，できれば水上置換で集めたい」となる理由でしょう。

参考URL：

http://www.tnmt.net/chem/gas/helium.html

お礼

回答ありがとうございます。

>気体を集める時，基本はできるだけ純粋に集めたいという考えがあることを前提とすると，
無論実験をしていた身なのでこの気持はわかります。しかしその旨は問題文にありませんし
そもそも中1レベルの実験では性質が分かる程度集まればいいのが一般的だと思うわけです。

化学を知っているがゆえの先回りを中学1年生に求めるのか否か、です。
一番優先すべきなのは子どもたちがその単元単元を理解するかどうかです。
ならばごく普通に「アンモニアを水上置換法で集めない理由」という問題を
別所に作るか、勘違いの起らない問題文にすべきだろうと。

これ以上は同じやりとりの繰り返しになりそうなのでここで閉じることにします。
皆様、回答有り難うございました。
なお質問の性格上、ベストアンサーは決めません。あしからず。

回答No.5

malaytrace

あなたの考えにまったく同感です。

水素だって上方置換で集められます。

これが実際の入試問題で（３）の解答に「水に溶けやすい」ことを要求するなら、出題が悪いです。

問題集の解答は出題者が作っているとは限りませんので、解答作成者が題意を汲み過ぎなのかもしれません。

「アンモニアは～」　だったら言い訳できるかもしれませんが、「を」なのでね。

過去問でこういう出題をする学校があれば要注意ですね。

お礼

回答ありがとうございます。

置換法のことはわかっているつもり、いや、はずなんです。
結局のところ「問題文が誤解を招く作りになっている。誤解を招くような問題を
受験を視野に入れた問題集に出すべきではない。しかもそれが大手だった。」
という話です。
でなければこういった問題が出たときに、知識はちゃんとあって口頭では説明できる子が
考えて選択し正解、考えて選択し不正解、考えないで選択し正解、考えないで選択し不正解
という単なる1/2で正解不正解になってしまう事態に陥るので。

ちなみに私は重さだけ派ですが、両方派を否定するつもりはなく
ある程度情報が集まったらその大手さんに投書してみようと思っていました。
・・・しかし荒れそうな予感がするのでこの時点で閉じておくことにします。

回答No.4

dreamfighter

＞＞私はこの考えで問題を作っているし、私の知る問題はそういう作りになっているので。

えっ？？そうなんですか？この問題は置いといて、多くの問題では（とくに数学などの入試問題）作成の際、まず問題のゴールを決めてから、そこに至るまでの道をつくるのに設問をくっつけることが一般的だと思います。（１）→（２）→（３）のように問題が関連しあっているのが普通だと思います。（一般に問題集は完成度が低いのでこんなに考え抜かれてはいないことが多いですが。誘導は普通の大学入試問題に多いです。）

それぞれ下の｛　　　｝の中の性質を用いた文で説明しなさい。
というのが指示です。これに対する説明の長さや内容は解答欄で決まります。欄が大きければより詳しく、小さければ簡潔に説明します。そこからも判断できるでしょう。また、解答欄がないのなら、先ほども言いましたが問題の流れを見て答えます。この問題の指示ではいくつ与えられた文をつかってもいいらしいので、詳しい説明が必要だと思います。

お礼

また回答ありがとうございます。

しかしそれは答えの関連の話であって問題文同士の話ではないと思います。
あなたの言う問題も（3）だけが独立して出題されてもちゃんと解けるはずです。
ただその答えに至るまでに（1）や（2）を通過するというだけで。
十分義務教育で勉強した人間が2ケタ*1ケタの計算をするときに
（1）一の位の数*下段の数はいくつですか？　（2）十の位の数×下段の数は・・・
とかやりませんよね？　おそらく3～4つほどの工程を省略して
（5）あたりの全体の回答を即座に求められるし、求めているはずです。
もう一度言います。「問題文は独立して存在できる」はずなんです。

その上で
確かに1つだけを選択しなさいとは書いていないし
むしろ文で答えなさいと書いてあるのだから解答のように書くことも考えました。
考えましたし、知識はあるつもりですが、問題文が日本語として不足だ、という話です。

回答No.3

dreamfighter

＞＞もし問題が「なぜアンモニアは水上置換法でなく上方置換法で集めるのか。」等ならばこの問題集の解答のような答えになるのでしょうがこの文においては水への溶解は関係ないと読み取りました。

気体を集める方は、水上置換法がベストです。より純粋な気体を集めることができるからです。

ですからアンモニアも本当は水上置換法で集めたいのです。ですが水に溶けにくい気体なら水上置換法でいいのですが、当然のことながら、水にたくさん溶ける気体はだめです。そのような気体は、空気が混ざってあまり純粋ではないけども上方置換法（空気よりも軽い気体）か下方置換法（空気よりも重い気体）を使わなければなりません。

アンモニアは水に大量に溶けてしまうので水上置換は不適で、空気よりも軽いので上方置換が最適です。

ですから中1には難しいとは思いますが、解答が正しいです。

ちなみに（１）では

（1）　二酸化炭素は下方置換法　　　　「でも」　　　　集められる。

と「でも」とあります。これは「気体の捕集に最適な水上置換法でも」ということです。二酸化炭素は水には溶けますが少しなので、多少のロスはあっても水上置換もＯＫなのです。

このことからも水上置換法がベストだよ。と出題者が言っていることが分かるでしょう。だからなんでアンモニアは水上置換ではなくて下方置換なのか？ということに注目する必要があるでしょうね。

この問題はかなり細かく聞いているので、問題作成者の意図をくみ取る必要があります。頑張ってください。

お礼

回答ありがとうございます。
文字数を少なくするために消してしまった部分にそのあたりのことが書いてあったのですが
そこを説明していたら文が長くなり過ぎたのでどうしようかと。残しておくべきだったか。

（1）の「でも」にも気付いていました。
私は（1）を「二酸化炭素は（水に溶けるがそれは少量なので水上置換法で集めるのが
　　　　　　　一般的である。しかし、）下方置換法でも集められる。」と読み
「下方置換法で集めるときに利用する性質なのだから 空気より重い だな」と考えました。

そもそも問題作成というのは
大問の問題文→（1）の問題文、大問の問題文→（2）の問題文、大問の問題文→（3）の問題文、
というような作りになっていなければならないと思っているのです。
まぁ実際にはわざわざ大問の問題分を読み返しはしませんけど
ようするに（1）の文ありきの（3）はあってはならないと。
私はこの考えで問題を作っているし、私の知る問題はそういう作りになっているので。

（p.s.　一応大学化学科でして、もう専門的な学問からは長期間離れていますが
　それでも一般人よりは十分化学知識はあると思うので…だから逆に気になったと言うか。）

回答No.2

3838s3838

>気体の集め方は、気体のどんな性質を利用しているか。

という問題ですので，（３）の解答はおっしゃるとおり「空気より軽い」でしょうね。

問題文が「（３）　アンモニアは上方置換法で集めるのが適当である。」等の
アンモニアの集め方が上方置換法に限定される文言があれば，解答のようになると考えられます。

ちなみに（２）の解答は「水にとけにくい。」ですよね？？

お礼

回答ありがとうございます。
もちろん（2）はこちらのタイプミスです。すみませんでした。
もっと単純に聞いたほうが良かったかと少し後悔しています。
ようは問題分に使われている日本語と、問題文構造への疑問なんですよ。

他の方のところでも言いましたが、例えばこの大問2が
下のように（3）のみの問題だとしても成立していなければいけないはずなんですよ。

２　次の気体の集め方は、気体のどんな性質を利用しているか。
　　下の｛　　　｝の中の性質を用いた文で説明しなさい。
　　アンモニアを上方置換法で集める。　　　　　　 ［　　　　　　　　　　　　］
｛　水にとけにくい。　　水にとけやすい。　　空気より重い。　　空気より軽い。　｝

アンモニアが水によく溶けることは知っているとしても、これでは水は問題外になるはずです。
少なくとも中学生あたりでは、迷う子、あるいは迷うことすらわからない子が出るはずで
気体の性質や知識はあるのに間違う子が出てしまう問題は出すべきではない、という。

回答No.1

noname#174567

んん～～～

（２）は水の溶けにくいだと思いますが・・・＾＾；

さて・・・

すべての気体は水上置換法で集められます

ただ・・・とっても根気がよければ

二酸化炭素やアンモニアのような水に溶けやすい気体は、水上置換法で集めようとすれば気が遠くなるほどの時間がかかります＾＾；

だから上方置換や下方置換があるのです

でもこの方法は不純物（空気）が混ざる割合が大きいので、厳密に純粋な期待を求めたい場合は使いません

まとめると、水に溶けやすいものと水に溶けにくいものとで二つに分かれます。

その上で水に溶けやすいものが空気よりも重いか軽いかで分かれます＾＾

よろしくて？＾＾

最後に

こういう問題集を自分で買ってくるお子はすばらしい＾＾

あなたの育て方がよかったのでしょうね＾＾

とっても素直な子だと思います＾＾

また、こういう質問をするあなたもお子の事を心から考えているすばらしいひとだと思います＾＾

頑張ってください＾＾

お礼

回答ありがとうございます。
失礼、（2）の解答は当然誤記です。
文字数を少なくするため消してしまった部分にあたなの書かれたようなことがありました。
そこを説明してしまうと文が長くなり「日本語の文章に問題があるのではないか？」
という意図が伝わらなくなりそうだったので消してしまいました。失礼しました。