水素と酸素、鉄と硫黄の化学変化の解説と問題

大問1：水素と酸素が結びつく変化についてつかもう

(1) 塩化コバルト紙の色はどのように変化しますか？

• 解説: 塩化コバルト紙は、水分に反応して青色からピンク色（赤紫色）に変化する性質を持っています。水素と酸素を混ぜて火花で点火すると化合が起こり、水（\(H_2O\)）が生成されます。そのため、袋の中にある塩化コバルト紙は水に反応して色が変わります。
• 答え: ピンク色（または赤紫色）

(2) (1) の結果から、何ができたことがわかりますか？

• 解説: 塩化コバルト紙の色が変わったことから、水素と酸素が結びついて水ができたことがわかります。
• 答え: 水

(3) 水素と酸素が結びつく変化を、分子のモデルで表します。

• 解説:
• 水素分子（\(H_2\)）は水素原子（\(\text{H}\)）が2個結びついたもの (\(\text{H}-\text{H}\)) です。
• 酸素分子（\(O_2\)）は酸素原子（\(\text{O}\)）が2個結びついたもの (\(\text{O}=\text{O}\)) です。
• 水分子（\(H_2O\)）は水素原子2個と酸素原子1個が結びついたものです。
• 水素分子2個と酸素分子1個から、水分子が2個できます。
• 答え:
• 左側の空欄（反応前）: [H-H] が2つ（または [H][H] と [H][H]）、+、[O=O]（または [O][O]）
• 右側の空欄（反応後）: 水分子のモデルが2つ

(4) (3)をもとに、水素と酸素が結びつく変化を化学反応式で書きなさい。

• 解説: 水素と酸素が反応して水ができる化学反応式は以下の通りです。係数に注意しましょう。
• 重要な規則: \(2H_2 + O_2 \rightarrow 2H_2O\)
• 答え: \(2H_2 + O_2 \rightarrow 2H_2O\)

大問2：鉄と硫黄が結びつく変化を調べよう

(1) ②で、加熱をやめた後、反応はどうなりますか？

• 解説: 鉄と硫黄の混合物は、一度加熱し始めると、物質の間で発熱反応が起き、その後は加熱をやめても自分自身で熱を出しながら激しく反応が続きます（赤く熱し続けられます）。
• 答え: 加熱をやめても、自分が出す熱で反応が続く。

(2) ④で、Bの物質はなに色ですか？

• 解説: 鉄（灰色・黒っぽい粉末）と硫黄（黄色い粉末）を加熱して反応させると、全く別の物質である硫化鉄ができます。硫化鉄の色は黒色（または黒灰色）です。
• 答え: 黒色（または黒灰色）

(3) ⑤で、A、Bの物質の磁石へのつき方は、それぞれ次のア・イのどちらですか？

• 解説:
• Aはただの鉄粉と硫黄の混合物なので、磁石につく鉄がそのまま混ざっています。したがって磁石につきます。
• Bは加熱してできた硫化鉄であり、もはや単体の鉄ではなく別の物質であるため、磁石にはつきにくくなります。
• 答え:
• A: ア（磁石につく）
• B: イ（磁石につきにくい）