【一問一答クイズ】中学3年化学（イオン・酸アルカリ）問題500問(理科)

✅ 正解

電解質

水溶液に電流が流れるのは、溶けている物質が電離してイオンが存在するためである。豆電球が点灯したということは、食塩が水中で電離して電流を流す性質を持っていることを示しており、このような物質を電解質という。砂糖は水に溶けても分子のままであるため、電流を流さない非電解質に分類される。

✅ 正解

7.7%

まず、反応前の溶質の質量を求めると、80g × 0.10 = 8.0g です。ここから2.0gの塩化銅が分解されて析出・発生したため、反応後の溶質の質量は 8.0g – 2.0g = 6.0g となります。また、水溶液全体の質量も分解された2.0g分だけ減少するため、反応後の水溶液の質量は 80g – 2.0g = 78.0g です。したがって、反応後の濃度は (6.0g ÷ 78.0g) × 100 ＝ 7.69…% となり、小数第2位を四捨五入すると7.7%となります。分母から分解された質量を引かずに計算すると7.5%となりますが、溶液全体の質量変化を考慮する必要があります。

✅ 正解

砂糖の粒子が電離せずイオンを生じないため、電流が流れない。

物質が水に溶けて電流を流すためには、水溶液中で物質が陽イオンと陰イオンに分かれる「電離」という現象が必要です。砂糖は非電解質の代表的な例であり、水に溶けても分子の状態のままで存在し、電気を運ぶ役割を果たすイオンを生じません。そのため、砂糖水の中には自由に動ける電荷がないため、電流が流れないという結果になります。

✅ 正解

ナトリウムイオンは中和反応によって消費されることがなく、加えた分だけ水溶液中に残るから

酸とアルカリを混ぜ合わせる中和反応の本質は、水素イオンと水酸化物イオンが反応して水ができることです。ナトリウムイオンは反応前後で変化せず、水溶液中にイオンの状態で存在し続ける「見守りイオン」です。したがって、水酸化ナトリウム水溶液を追加した分だけ、その溶質に含まれるナトリウムイオンが単純に加算されていくため、比例の関係が成立します。

✅ 正解

青色のリトマス紙が赤色に変化し、その部分が陰極（マイナス極）側へ広がっていく

酸性の水溶液に含まれる水素イオンは、青色のリトマス紙を赤色に変える性質を持つ。水素イオンは正（プラス）の電気を帯びた陽イオンであるため、電圧をかけると反対の符号である陰極（マイナス極）側へと引き寄せられて移動する。このイオンの移動に伴い、リトマス紙が赤色に変わる領域も陰極側へと伸びていく。

✅ 正解

銀イオンが電子を受け取り、金属の銀として析出した。

銀イオンは陽イオンであり、電子を1つ受け取ることで電気的に中性な銀原子になります。この銀原子が互いに結びつくことで、銅線の表面に目に見える形の結晶（銀）となって現れます。これを析出といいます。

✅ 正解

イオンの総数は変化せず、一定のままである

塩酸中の水素イオンは、加えられた水酸化ナトリウム水溶液中の水酸化物イオンと反応して水になりますが、同時にナトリウムイオンが液中に供給されます。水素イオン1個が消える代わりにナトリウムイオン1個が液中に残るため、中和点に達するまでは陰イオン（塩化物イオン）の数も変わらず、溶液全体のイオンの総数は変化せずに一定の値を保ちます。

✅ 正解

金属Yが電子を失って陽イオンになり、水溶液中の銅イオンが電子を受け取って銅として析出したため、金属Yは銅よりもイオン化傾向が大きい。

イオン化傾向とは、金属が電子を放出して陽イオンになろうとする度合いのことである。異なる2つの金属を比較したとき、イオン化傾向が大きい金属は電子を放出してイオンになりやすく、その放出された電子をイオン化傾向が小さい方の金属イオンが受け取ることで、単体の金属として析出（付着）する。金属Yを硫酸銅水溶液に入れた際に銅が析出したということは、金属Yが銅に電子を与えて自分自身はイオンになったことを意味するため、金属Yの方が銅よりもイオン化傾向が大きいと結論付けられる。

✅ 正解

銅イオンと塩化物イオン

塩化銅は水に溶けると、陽イオンである銅イオン（Cu²⁺）と陰イオンである塩化物イオン（Cl⁻）に分かれます。塩素が電子を受け取ってイオンになったものは「塩素イオン」ではなく「塩化物イオン」と呼ぶのが正しく、また、電離によって生じるのは原子や分子ではなくイオンです。

✅ 正解

イオン化傾向

金属にはそれぞれ陽イオンへのなりやすさに固有の順序があり、これをイオン化傾向と呼びます。この傾向が強い金属ほど、水溶液中で電子を放出して陽イオンになりやすい性質を持ちます。

✅ 正解

亜鉛原子が電子を放出して亜鉛イオンとなり、水溶液中に溶け出している。

金属のイオン化傾向は亜鉛の方が銅よりも大きいため、亜鉛板では亜鉛原子が電子を放出して陽イオン（亜鉛イオン）となり、水溶液中へと溶け出す反応が進みます。この際、放出された電子は導線を通って銅板の方へ流れます。

✅ 正解

流れる電流が大きくなると、陰極へ移動して受け渡しに関わる電子の数が増え、それに応じて還元される銅イオンの数も増えるため。

電気分解の反応は、電極とイオンの間で電子の受け渡しが行われることで進行します。電流の大きさは、単位時間あたりに流れる電子の量に対応しているため、電流が2Aになれば1Aのときよりも多くの電子が陰極へ供給されます。その結果、電子を受け取って銅原子として析出する銅イオンの数が増加します。水溶液の濃度は、反応するイオンの供給源に過ぎないため、電子の供給量（電流の大きさ）が変わらない限り、析出量を増やす直接の原因にはなりません。

✅ 正解

水素イオンは陽イオンであるため、引き合う力によって陰極に移動し、移動した先の青色リトマス紙を赤色に変える。

イオンは自身が持つ電気的な性質とは逆の極に引き寄せられる性質があります。水素イオンは陽イオンであるため、負の電荷を持つ陰極側に引き寄せられます。酸性の性質を示すこのイオンが移動することで、その経路にある青色リトマス紙が赤色に変化し、イオンの移動を視覚的に確認することができます。

✅ 正解

水中でナトリウムイオンと塩化物イオンに分かれ、それらのイオンが移動して電荷を運ぶから

塩化ナトリウムは水中で電離し、正の電荷を持つナトリウムイオンと負の電荷を持つ塩化物イオンになる。電圧をかけると、これらのイオンがそれぞれ反対の極へと移動することによって電流が流れる。塩化ナトリウムは分子を作らない物質であり、原子や共有結合の性質によって電流が流れるわけではない点に注意が必要である。

✅ 正解

陽極で発生した塩素は、陰極で発生した水素に比べて水に溶けやすい性質があるから。

塩化水素の分子は水素原子と塩素原子が１：１の割合で結合しているため、電気分解によって発生する水素と塩素の体積比は、理論上は１：１になります。しかし、陽極で発生する塩素は水に対する溶解性が高いため、発生したそばから水溶液に溶けてしまいます。その結果、気体として装置の上部にたまる量は、水に溶けにくい水素よりも少なくなります。

✅ 正解

物質が水溶液中で陽イオンと陰イオンに電離し、それらが電荷を運ぶため

電解質が水に溶けると、正の電荷を持つ陽イオンと負の電荷を持つ陰イオンに分かれる「電離」という現象が起こります。電圧をかけると、陽イオンは陰極へ、陰極は陽イオンへとそれぞれ移動するため、結果として水溶液全体に電流が流れる仕組みになっています。砂糖などの非電解質は、水に溶けても分子のままでイオンにならないため、電流を流しません。

✅ 正解

イオンの濃度が減少すると、単位時間あたりに移動できる電荷の量が減るため、電流は小さくなる

水溶液中を流れる電流の正体はイオンの移動です。電気分解によってイオンが消費され、水溶液中のイオン濃度が減少すると、電極へ向かって移動するイオンの数が少なくなります。電流は単位時間あたりに流れる電気の量であるため、運び手であるイオンの減少に比例して、電流の値も減少するという原理が成立します。

✅ 正解

電気分解

物質に電流を流して分解することを電気分解と呼びます。塩化銅の場合は、水溶液中で電離している銅イオンと塩化物イオンが、それぞれ電極で電子をやり取りすることで、銅と塩素という別の物質に変化します。

✅ 正解

電離

電解質が水の中で陽イオンと陰イオンに分かれる現象を電離と呼びます。例えば塩化ナトリウムであれば、ナトリウムイオンと塩化物イオンに分かれます。一方、電気分解は電流を流して物質を分解する「化学変化」そのものを指し、電離は水溶液中でイオンに分かれている「状態の変化」を指すため、区別が必要です。

✅ 正解

陽極（プラス極）側へ向かって、リトマス紙が青色に変化する。

水溶液がアルカリ性を示す原因である水酸化物イオンは、負（マイナス）の電気を帯びています。電圧を加えると、負の電気を持つイオンは反対の性質を持つ陽極（プラス極）側へと引き寄せられて移動します。赤色リトマス紙はアルカリ性の物質に反応して青色に変化するため、水酸化物イオンが移動した陽極側が青く染まります。

✅ 正解

アルカリ性の原因である水酸化物イオンが陰イオンであり、正の電荷をもつ陽極側に引き寄せられるため

水溶液がアルカリ性を示すのは、水溶液中に水酸化物イオンが含まれているからです。水酸化物イオンはマイナスの電気を帯びた陰イオンであるため、電界の中では反対の符号である正の電荷をもつ陽極側に向かって移動します。ナトリウムイオンも移動しますが、リトマス紙の色を変化させる原因ではないため、この現象の主因とはなりません。

✅ 正解

塩化物イオン

電気分解の実験において、陽極（プラス極）には、それとは逆の電気的性質を持つ「負の電荷を帯びたイオン（陰イオン）」が引き寄せられます。塩化銅が水中で電離すると、正の電荷を持つ銅イオンと、負の電荷を持つ塩化物イオンに分かれるため、塩化物イオンが陽極へと移動し、そこで電子を手放して塩素分子（塩素ガス）が発生します。

✅ 正解

塩化物イオン（Cl⁻）

塩酸は水中において水素イオン（H⁺）と塩化物イオン（Cl⁻）に電離しています。水酸化ナトリウム水溶液を加えると、水素イオンは水酸化ナトリウム由来の水酸化物イオン（OH⁻）と反応して水（H₂O）になりますが、塩化物イオンは反応せず、陰イオンとしてそのまま水溶液中に残ります。

✅ 正解

塩化物イオンが3個

塩化水素（HCl）が水溶液中で電離すると、1個の水素イオン（H+）と1個の塩化物イオン（Cl-）に分かれます。水溶液全体ではプラスの電気を持つ陽イオンと、マイナスの電気を持つ陰イオンの電荷の総和が等しくなり、電気的に中性を保つという性質があります。したがって、水素イオンが3個存在する場合、それと同数である3個の塩化物イオンが描かれている必要があります。

✅ 正解

非電解質

水に溶けた際に陽イオンと陰イオンに分かれる「電離」という現象が起こらない物質は、水溶液中に電気を運ぶ粒子が存在しないため、電流を流しません。このような性質を持つ物質を非電解質と呼びます。

✅ 正解

水素イオンが減少した分だけナトリウムイオンが増えるため、イオンの総数は変化しない

塩酸に水酸化ナトリウム水溶液を加えると、塩酸中の水素イオンが加えられた水酸化物イオンと反応して水になります。このとき、水素イオンが1つ減る代わりに、水酸化ナトリウム水溶液に含まれるナトリウムイオンが1つ水溶液中に加わります。また、塩化物イオンの数は変化しないため、中和点に達するまでは水溶液中のイオンの総数は一定に保たれます。

✅ 正解

漂白作用

塩素が水に溶けると、色素の分子を破壊して色を消し去る化学的な性質を示します。これを漂白作用と呼びます。塩素にはほかに殺菌作用などもありますが、色を消す現象については漂白作用と呼ぶのが適切です。

✅ 正解

砂糖とエタノール

塩化ナトリウム（食塩）や塩化水素は、水に溶けると陽イオンと陰イオンに分かれる「電解質」であるため、電流が流れます。これに対し、砂糖やエタノールは水に溶けてもイオンに分かれない「非電解質」であるため、その水溶液は電流を流さず、豆電球も点灯しません。

✅ 正解

ナトリウムイオン

中和の比率が塩酸：水酸化ナトリウム＝2：1であることから、水酸化ナトリウム水溶液は塩酸に比べて単位体積あたり2倍のイオンが含まれていると考えられます。塩酸10立方センチメートルに含まれる塩化物イオンを10個とすると、水酸化ナトリウム水溶液10立方センチメートルにはナトリウムイオンが20個、水酸化物イオンが20個含まれています。中和反応により10個の水素イオンと10個の水酸化物イオンが反応して水になりますが、ナトリウムイオン20個と塩化物イオン10個はそのまま残るため、ナトリウムイオンが最も多くなります。

✅ 正解

中和に必要な量に達していないため液性は酸性であり、塩化物イオンが減少せずに残っている。

6立方センチメートルの塩酸を中和するのに15立方センチメートルの水酸化ナトリウム水溶液が必要な状況において、加えた量が10立方センチメートルであれば、まだ水素イオンが残っているため液性は酸性を示します。塩化物イオンは中和反応には直接関与しない「傍観イオン」であるため、反応の前後でその個数が変化することなく水溶液中に存在し続けます。

✅ 正解

レモン汁、食酢

レモン汁に含まれるクエン酸や食酢に含まれる酢酸は、水溶液中で電離してイオンを生じる電解質であるため、電流を流すことができます。一方で、精製水（蒸留水）は不純物がなくイオンを含まず、エタノールや砂糖は水に溶けても電離しない非電解質であるため、これらは電流を流しません。

✅ 正解

電子2個を放出して、亜鉛イオンになる

金属の原子が陽イオンになる際は、自身が持つ電子を放出します。亜鉛原子の場合は、マイナスの電気を持つ電子を2個失うことで、全体としてプラスの電気を帯びた2価の陽イオンである亜鉛イオンに変化します。なお、亜鉛のような金属が分子を作ることはありません。

✅ 正解

マグネシウムは亜鉛よりもイオンになりやすいため、自らがイオンになり、代わりに亜鉛イオンを金属に戻した

金属のイオン化の序列において、マグネシウムは亜鉛よりも上位に位置し、より陽イオンになりやすい性質を持っている。そのため、マグネシウム原子が電子を捨てて陽イオンとして溶け出す反応が優先され、その放出された電子を水溶液中の亜鉛イオンが受け取ることによって、亜鉛が金属として析出する。これはイオン化しやすい金属が、自分よりイオンになりにくい金属のイオンを追い出す反応である。

✅ 正解

食塩は水溶液中で電離する電解質であるが、砂糖は電離しない非電解質である。

水に溶かしたときに電流を流す物質を電解質、流さない物質を非電解質といいます。食塩（塩化ナトリウム）は水溶液中でナトリウムイオンと塩化物イオンに電離するため電流を流し、その過程で電極付近の金属を腐食させるなどの化学変化を伴うことがあります。対して砂糖は非電解質であるため、水溶液にしても電流は流れません。

✅ 正解

電子を2個失って、2価の陽イオンになる

原子は負の電荷を持つ電子を失うと、相対的に正の電荷が強くなるため陽イオンに変化する。バリウム原子の場合は、最も外側にある電子を2個失うことで、2価の陽イオンであるバリウムイオン（Ba²⁺）となり、安定した状態になる性質を持っている。

✅ 正解

塩化物イオン

中和反応において、酸の水素イオンとアルカリの水酸化物イオンは互いに反応して水になります。そのため、水素イオンはアルカリを加えるほど減少していきます。一方で、塩酸に含まれていた塩化物イオンは、水酸化ナトリウム水溶液中のナトリウムイオンと反応して沈殿を作ることもなく、反応に関与しない「陽イオンや陰イオン」としてそのまま水溶液中に残ります。したがって、最初に存在した塩化物イオンの総数は、中和が進んでも変化しません。

✅ 正解

水溶液中で電離して生じたイオンが、それぞれ反対の符号の電極へ向かって移動するため

電解質が水に溶けると、正の電荷を持つ陽イオンと負の電荷を持つ陰イオンに分かれます。ここに電圧を加えると、陽イオンは陰極へ、陰イオンは陽極へとそれぞれ引き寄せられて移動します。この電荷を持った粒子の移動が、水溶液中における電流の実体です。

✅ 正解

水溶液中では、ナトリウムイオンの持つ正の電荷と塩化物イオンの持つ負の電荷の総和が等しく、全体として電気的に中性になっている。

電解質が電離した水溶液において、陽イオンが持つ正の電荷の総和と、陰イオンが持つ負の電荷の総和は必ず等しくなります。これにより、水溶液全体としては電気を帯びていない「電気的に中性」な状態が保たれます。イオンは水溶液中で自由に移動できるため、電圧をかけると電流が流れる原因となります。

✅ 正解

電離といい、銅イオンと塩化物イオンが生じる

電解質が水に溶けて陽イオンと陰イオンに分かれる現象を電離と呼びます。塩化銅は電解質であり、水中で陽イオンである銅イオンと、陰イオンである塩化物イオンに分かれます。塩素の原子が電子を受け取ってイオンになったものは「塩素イオン」ではなく「塩化物イオン」と呼ぶのが正しい名称です。

✅ 正解

陽イオンである銅イオンが陰極へ移動し、電極から電子を受け取って銅原子になるため。

塩化銅が水に溶けると、プラスの電気を帯びた銅イオン（陽イオン）とマイナスの電気を帯びた塩化物イオン（陰イオン）に電離します。電流を流すと、銅イオンは反対の極であるマイナス極（陰極）に引き寄せられます。そこで電源から供給された電子を銅イオンが受け取ることで、電気的に中和された銅原子となり、固体として現れます。

✅ 正解

硫酸銅水溶液からは赤色の固体が析出し、硫酸亜鉛水溶液からは灰色の固体が析出する。

マグネシウムは銅や亜鉛よりも陽イオンになりやすい性質を持つため、硫酸銅水溶液中の銅イオンや硫酸亜鉛水溶液中の亜鉛イオンに電子を与えて、それぞれ銅（赤色）や亜鉛（灰色）の金属として析出させます。

✅ 正解

陽イオン

原子は中心にある正の電気をもつ原子核と、そのまわりにある負の電気をもつ電子から構成されています。通常、原子は電気的に中性ですが、負の電荷をもつ電子を失うと、相対的に正の電荷が強くなるため、粒子全体として正の電気を帯びた陽イオンになります。

✅ 正解

電子を2個放出して、正の電荷を帯びている状態。

金属の原子は電子を放出して陽イオンになりやすい性質があります。銅原子の場合、マイナスの電気を持つ電子を2個放出することで、プラスの電気を帯びた「銅イオン（陽イオン）」となります。

✅ 正解

2HCl → H₂ + Cl₂

塩化水素（HCl）が電気分解されると、水素分子（H₂）と塩素分子（Cl₂）が発生します。水素も塩素も、通常は2つの原子が結びついた分子の状態で存在するため、化学反応式の右辺にはH₂とCl₂を記述します。化学反応の前後で原子の数を一致させる必要があるため、左辺の塩化水素の前に係数2を付け、水素原子と塩素原子がそれぞれ2個ずつになるように整えます。

✅ 正解

この粉末は電解質であり、水溶液中では電気を帯びた粒子が分散して存在している。

豆電球が点灯し、電流計に反応が見られるということは、その水溶液に電流が流れていることを示します。水に溶けて電流を通す物質は「電解質」と呼ばれ、水中で正の電気を帯びた陽イオンと、負の電気を帯びた陰イオンに分かれています。このイオンが自由に動くことで、液体の中でも電気が運ばれます。

✅ 正解

水溶液中の銅イオンが電子を受け取って銅原子に変わり、銅イオンの数が減少するため。

硫酸銅水溶液の青色は、水溶液中に含まれる銅イオン（Cu2+）に由来しています。亜鉛片を入れると、亜鉛原子が電子を失って亜鉛イオンとして溶け出す一方で、水溶液中の銅イオンがその電子を受け取って銅原子となり、亜鉛の表面に付着します。この反応によって水溶液中の銅イオンの濃度が減少するため、溶液の青色は薄くなります。なお、亜鉛イオンは無色であるため、青色が復活することはありません。

✅ 正解

陽イオンと陰イオンがバラバラになり、水溶液全体に均等に散らばった状態で存在しているため。

電解質が水に溶ける際のモデルでは、陽イオン（ナトリウムイオン）と陰イオン（塩化物イオン）が互いの結合を解いてバラバラになります。これらの粒子は熱運動などによって水溶液全体に均一に分散し、どの部分においても粒子の存在割合が等しくなります。そのため、水溶液のどの場所をサンプリングしても、濃度や化学的な性質が同じになります。

✅ 正解

塩素であり、水に溶けやすく、漂白作用を持つ

塩酸（塩化水素の水溶液）を電気分解すると、陽極からは塩素が発生し、陰極からは水素が発生します。塩素は黄緑色をした刺激臭のある気体で、水に非常に溶けやすいという水溶性の性質を持ち、インクの色などを脱色させる強い漂白作用があるのが大きな特徴です。

✅ 正解

陽イオンと陰イオンがそれぞれ分かれ、特定の場所に偏ることなく全体に均一に分散している。

塩化ナトリウムが水に溶けると、電離によって生じた陽イオンと陰イオンは、水の分子の熱運動などによって水溶液全体に広がっていく。このため、水溶液のどの部分を取り出してもイオンの濃度は一定であり、均一な混合物となる。

✅ 正解

青色リトマス紙を赤色に変える働きを持つ、陽イオンである水素イオン

酸性の水溶液には、共通して水素イオン（H+）が含まれています。この水素イオンが青色リトマス紙と反応して赤色に変える性質を持っています。水素イオンは電子を失った陽イオンであるため、酸の強さは水溶液中の水素イオンの濃度によって決まります。

✅ 正解

溶質である塩化銅が分解されて銅が析出し、溶液中の溶質が減少することで質量パーセント濃度が低下するため。

塩化銅水溶液の電気分解では、陽極から塩素が発生し、陰極には銅が析出します。この過程で、水溶液に溶けていた溶質（塩化銅）が化学変化によって溶液外（固体および気体）へ取り出されるため、溶液中の溶質の質量が減少します。溶媒である水の質量は変化しないため、溶液全体の質量に対する溶質の質量の割合である質量パーセント濃度は低下し、それに伴い銅イオン由来の青色も薄くなります。

✅ 正解

Cu²⁺ + 2e⁻ → Cu

水溶液中の銅イオン（Cu²⁺）が、亜鉛が放出した電子（e⁻）を2個受け取ることで、電荷を持たない金属の銅（Cu）の原子へと変化し、固体として析出します。このとき、銅イオン特有の青色が減少するため、水溶液の色は次第に薄くなっていきます。

✅ 正解

マグネシウム ＞ 亜鉛 ＞ 銅

金属には水溶液中で電子を失って陽イオンになろうとする性質があり、これをイオン化の傾向という。マグネシウム、亜鉛、銅を用いた実験では、マグネシウムが最もイオンになりやすく、反対に銅が最もイオンになりにくい。この序列を正しく理解することが化学反応を予測する基礎となる。

✅ 正解

水に溶けたときに電離してイオンを生じる性質

化学電池で電流を取り出すためには、水溶液中に電荷を運ぶことができるイオンが存在しなければなりません。このように水に溶けて電離し、イオンを生じる物質を電解質と呼び、電池を構成する上で不可欠な要素となります。

✅ 正解

CuCl2 → Cu + Cl2

塩化銅の化学式は、銅原子1つに対して塩素原子2つが結合しているため CuCl2 と表されます。電気分解によって生成される塩素は、原子2つが結びついた分子（Cl2）として発生するため、反応式の右辺は Cu と Cl2 になります。したがって、反応の前後で原子の種類と数が一致する CuCl2 → Cu + Cl2 が正しい式となります。なお、矢印の向きは反応の進行方向を示すため、分解反応では左辺に反応前の物質を記述します。

✅ 正解

陽極 － 陰イオン

電源の正極につないだ電極は陽極であり、そこにはマイナスの電気を帯びた陰イオン（塩化銅の場合は塩化物イオン）が引き寄せられる。一方で、電源の負極につないだ電極は陰極であり、プラスの電気を帯びた陽イオンが引き寄せられる。

✅ 正解

理由：電流を流れやすくするため ／ 気体：水素

水の電気分解において、水酸化ナトリウムは電流を流れやすくする電解質として働きます。また、水の化学式はH₂Oであり、電気分解によって発生する気体の体積比は「水素：酸素＝2：1」となります。体積が多く溜まっている陰極側の気体は水素であると判断できます。

✅ 正解

食塩は水中でイオンに分かれる電解質であり、水溶液に電気伝導性が生じるから

電池が機能するためには、水溶液中でイオンが移動することで電荷が運ばれる「電気伝導性」が必要です。食塩（塩化ナトリウム）は電解質であるため、水溶液中でナトリウムイオンと塩化物イオンに分かれて電気を導きます。これに対し、砂糖は非電解質であるため、水に溶けてもイオンが生じず、電流が流れません。

✅ 正解

塩化水素（塩酸）と水酸化ナトリウム

塩化水素や水酸化ナトリウム、塩化ナトリウム（食塩）などは、水に溶けた際にイオンを形成するため電流を流す電解質に分類されます。一方で、砂糖やエタノールは水に溶けても分子のままで存在し、イオンを作らないため非電解質と呼ばれます。また、純粋な水である蒸留水も、基本的には電流を流しません。

✅ 正解

バリウム原子が、負の電荷を持つ電子を2個放出したから

イオン化の過程において、原子核の中にある陽子の数は変化しない。電気的に中性な原子から、負の電気を持つ電子が2個失われることで、原子全体としてプラスの電気が勝ることになり、2価の陽イオンが生成される。この仕組みによってバリウムイオンは生成されている。

✅ 正解

亜鉛原子が電子を2個放出して亜鉛イオンとなり、水溶液中に広がっていく。

負極では金属が「酸化」される反応が起こります。具体的には、亜鉛原子が電子を放出して亜鉛イオン（Zn2+）に変化し、電解質水溶液中へ拡散していきます。水素イオンが電子を受け取って気体が発生する反応は正極（銅板側）で見られる現象であり、負極では金属の溶解が主となります。

✅ 正解

加えられた水酸化物イオンが、溶液中にあったすべての水素イオンと反応して水分子に変化し、さらに過剰に加えた分の水酸化物イオンが溶液中に残るから

酸の水素イオンとアルカリの水酸化物イオンは、互いに結びついて水になる性質があります。中和点に達するまでは、加えた水酸化物イオンは即座に水素イオンと反応して水に変わるため、溶液中に水酸化物イオンは存在しません。しかし、中和点を超えると反応すべき水素イオンが使い果たされているため、後から加えた水酸化ナトリウム水溶液に含まれる水酸化物イオンがそのまま溶液中に留まることになり、溶液はアルカリ性を示します。

✅ 正解

塩化水素（HCl）が分解されると、水素（H₂）と塩素（Cl₂）が等しい分子の数だけ発生する。

塩酸の電気分解は「2HCl → H₂ + Cl₂」という化学反応式で表されます。この反応式から、2分子の塩化水素が分解されると、1分子の水素と1分子の塩素が生成されることがわかります。したがって、発生する水素と塩素の分子の比は1：1となります。ただし、塩素は水に溶けやすいため、実験初期に集まる気体の体積は塩素の方が少なく見えることがあります。

✅ 正解

電子を2個失い、陽イオンになる。

マグネシウムは金属元素であり、原子の状態で持っている12個の電子のうち、最も外側にある2個の電子を放出して安定しようとする性質があります。負の電気を持つ電子を失うことで、原子全体としてはプラスの電気を帯びた「陽イオン」へと変化します。

✅ 正解

プラスの電気を帯びた水素イオンが、引き合う力によって陰極へ移動し、電子を受け取って水素分子になるため

塩化水素が電離して生じる水素イオン（H⁺）は、正の電気を帯びた「陽イオン」である。電気的な引力によって反対の極である陰極（ー極）へと引き寄せられ、そこで回路から流れてきた電子を受け取る。電子を受け取った水素イオンは水素原子となり、2つの原子が結びついて水素分子（H₂）として気体が発生する仕組みである。

✅ 正解

陽極で発生した塩素が、陰極で発生した水素よりも水に溶けやすいため

塩酸の電気分解では、理論上は水素と塩素が同じ数ずつ発生します。しかし、陽極で発生する塩素は非常に水に溶けやすいという性質を持っているため、発生した気体の一部が水溶液に溶け込んでしまいます。その結果、気体として管に溜まる量は、水に溶けにくい水素（陰極）の方が多く観察されます。

✅ 正解

塩素

塩化銅は水溶液中で銅イオンと塩化物イオンに電離しており、電圧をかけると、マイナスの電荷を持つ塩化物イオンがプラス極（陽極）に引き寄せられます。陽極に達した塩化物イオンは電子を放出して塩素分子となり、気体として発生します。塩素には特有の強い刺激臭があるため、においによってその発生を確認することができます。

✅ 正解

陽イオン

原子は中心にあるプラスの電気をもつ原子核と、そのまわりにあるマイナスの電気をもつ電子で構成されています。マイナスの電気をもつ電子を失うと、相対的にプラスの電気の方が多くなるため、粒子全体としてプラスの電気を帯びるようになります。これを陽イオンと呼びます。

✅ 正解

電解質

物質が水に溶けて水溶液となった際、電気を通す性質を持つものを電解質と呼びます。これに対し、ショ糖（砂糖）やエタノールのように、水に溶けても電流を流さない物質は非電解質と呼ばれます。中学理科の化学分野において、物質の性質を分類する重要な定義の一つです。

✅ 正解

砂糖を溶かす前も後も豆電球は点灯しない。砂糖は水に溶けてもイオンを生じない非電解質だから。

砂糖は非電解質であり、水に溶けても陽イオンと陰イオンに分かれる（電離する）ことがない。水溶液中に電気を運ぶ粒子であるイオンが存在しないため、電圧を加えても電流は流れず、豆電球は点灯しない。また、精製水（純粋な水）自体もほとんど電流を流さないため、砂糖を溶かす前後で変化は見られない。

✅ 正解

7

酸性の水溶液に含まれる水素イオンと、アルカリ性の水溶液に含まれる水酸化物イオンが反応して水を作る反応を中和といいます。水溶液が完全に中和して中性になったとき、その水素イオン指数（pH）はちょうど7となります。pHが7より小さければ酸性、7より大きければアルカリ性であることを示します。

✅ 正解

黄緑色をしており、鼻をつくような刺激臭と、色を抜く漂白作用がある。

食塩（塩化ナトリウム）水溶液を電気分解すると、陽極からは塩素が発生します。塩素は黄緑色の気体で、強い刺激臭を持ち、インクなどの色素を破壊する漂白作用や、菌を死滅させる殺菌作用があるのが大きな特徴です。酸素や水素は無色無臭であるため、これらの性質の違いによって物質を特定することができます。

✅ 正解

マグネシウム原子が電子を2個失う

原子は一番外側の電子をいくつか失ったり、逆に取り込んだりすることで、電気を帯びた粒子であるイオンになります。マグネシウム原子の場合は、最も外側にある2個の電子を失うことで、安定した電子配置をもつイオンへと変化します。

✅ 正解

亜鉛と銅の組み合わせと同様にマグネシウムが負極となるが、マグネシウムは亜鉛よりも陽イオンになりやすいため、電流の強さなどが変化する。

金属のイオン化傾向はマグネシウムが亜鉛よりも大きく、亜鉛は銅よりも大きいため、いずれの金属を銅と組み合わせても、銅よりイオンになりやすいマグネシウムや亜鉛が負極となります。ただし、マグネシウムは亜鉛よりもさらに陽イオンになりやすい性質を持っているため、亜鉛を用いた場合とは反応の勢いや生じる電圧の大きさが異なります。このように、金属の組み合わせによって電池の特性が決まります。

✅ 正解

マッチの火を近づけると、音を立てて燃える。

塩酸の電気分解によって陰極に発生する気体は水素です。水素は非常に燃えやすい性質を持っており、空気と混ざった状態で火を近づけると「ポン」と音を立てて燃えて水ができるという特徴があります。

✅ 正解

銅原子が電子を2個失い、2価の陽電荷を帯びる。

原子がイオンになる際、中心にある原子核（陽子と中性子）の数は変化しません。原子のまわりにあるマイナスの電気を持つ電子が移動することでイオンになります。銅原子の場合は電子を2個失うため、相対的にプラスの電気が強くなり、2価の陽イオンである銅イオンになります。

✅ 正解

バリウムイオンが硫酸イオンと結びつき、水に溶けない硫酸バリウムの沈殿となって分離されるため。

水酸化バリウム（Ba(OH)₂）とうすい硫酸（H₂SO₄）の反応は、中和反応であると同時に、沈殿生成反応でもあります。バリウムイオン（Ba²⁺）と硫酸イオン（SO₄²⁻）が反応すると、水に極めて溶けにくい硫酸バリウム（BaSO₄）という物質ができ、白い沈殿として水溶液中から取り除かれます。このため、反応が進むにつれて水溶液中に存在できるバリウムイオンの数は減っていき、中和点において最小となります。

✅ 正解

水溶液中の銅イオンが導線から流れてきた電子を受け取り、銅原子となって電極に付着する。

電池の正極では、外部の導線から流れてきた電子を水溶液中の陽イオンが受け取る「還元反応」が起こります。銅板を正極、硫酸銅水溶液を電解液として用いた場合、水溶液中に存在する銅イオンが電子を受け取ることで、電気的に中性な銅原子へと変化します。この銅原子が電極の表面に析出することで、付着という現象が観察されます。

✅ 正解

砂糖とエタノール

砂糖やエタノールは水に溶けても分子の状態のままで存在し、電離してイオンを作らないため、電流を流さない非電解質に分類されます。一方で、塩化水素、塩化ナトリウム、水酸化ナトリウムなどは水中で電離するため電解質です。

✅ 正解

原子が電子を失い、正の電気を帯びる。

原子はもともと、中心にある陽子が持つ「正の電気」と、そのまわりにある電子が持つ「負の電気」の量が等しく、全体として電気的に中性な状態です。ここから、負の電気を持つ「電子」を失うことで、相対的に正の電気が強くなるため、粒子全体として正の電気を帯びた「陽イオン」になります。

✅ 正解

電極に赤色の物質が付着し、これを薬さじでこすると金属光沢が現れる

塩化銅水溶液の電気分解において、陰極（マイナス極側）には銅が析出します。析出した直後の銅は赤褐色の粉末状に見えることが多いですが、金属であるため、薬さじの背などでこすることによって金属特有の輝きである金属光沢を確認することができます。刺激臭のある気体（塩素）が発生するのは陽極（プラス極側）の反応です。

✅ 正解

亜鉛原子が電子を失ってイオンとなり水溶液に溶け出すため、表面が黒くざらついた様子に変化する。

負極では亜鉛原子が電子を放出して亜鉛イオンとなり、電解液中に溶け出していく化学変化が起こります。このため、もともと光沢のあった亜鉛板の表面は少しずつ削られ、黒くざらついた状態へと変化していきます。

✅ 正解

亜鉛原子が電子を放出して、プラスの電気を帯びた陽イオンになる。

金属原子が水溶液中に溶け出してイオンになる際、もともと持っていた電子を放出して、電気的にプラスの状態になる性質がある。このとき生じる粒子を陽イオンと呼び、亜鉛の場合は電子を失うことで「亜鉛イオン」へと変化する。

✅ 正解

物質が電離して生じた陽イオンと陰イオンが、それぞれ反対の極性の電極に向かって移動している。

電解質が水に溶けて生じる「イオン」は、それぞれ電気を帯びています。電圧を加えると、プラスの電気を帯びた陽イオンは陰極（マイナス極）へ、マイナスの電気を帯びた陰イオンは陽極（プラス極）へ引き寄せられて移動します。この粒子の移動こそが、水溶液中における電流の正体です。

✅ 正解

2HCl → H₂ + Cl₂

塩酸は塩化水素（HCl）という物質が水に溶けたものです。これに電流を流すと、陰極側から水素（H₂）、陽極側から塩素（Cl₂）が発生します。化学反応式では、反応前の塩化水素2分子から、反応後に水素分子1つと塩素分子1つができることを示す「2HCl → H₂ + Cl₂」と記述します。水（H₂O）の電気分解や塩化銅（CuCl₂）の電気分解の式と混同しないよう注意が必要です。

✅ 正解

回路に電流が流れ、塩化銅は電解質であることがわかる

塩化銅は水に溶けると銅イオンと塩化物イオンに分かれるため、水溶液に電圧を加えると電流が流れます。このように水に溶けて電流を流す性質を持つ物質は電解質に分類されます。実験装置において、水溶液を介して回路がつながり電流が検知されることが、その物質が電解質であることの証明となります。

✅ 正解

負の電荷を持つ塩化物イオンが陽極に引き寄せられ、電子を放出して塩素分子になる。

塩化水素は水溶液中で水素イオンと塩化物イオンに電離しています。電圧をかけると、マイナスの電気を持つ塩化物イオンは、プラスの電極である陽極へ移動します。そこで塩化物イオンが電子を放すことで、塩素分子となって発生します。

✅ 正解

亜鉛は銅よりも陽イオンになりやすいため、亜鉛が電子を放出して溶け出し、亜鉛板の表面に銅が付着する。

亜鉛は銅よりもイオン化傾向が大きいため、自身が電子を放出して陽イオンとなり水溶液に溶け出します。その際、放出された電子を水溶液中の銅イオンが受け取ることで、銅イオンは銅原子に戻り、亜鉛板の表面に付着します。

✅ 正解

白い沈殿が生じ、水素イオンと水酸化物イオンから水が生成される中和が起きる

うすい硫酸とうすい水酸化バリウム水溶液を混ぜると、酸の水素イオンとアルカリの水酸化物イオンが反応して水ができる「中和」が起こります。同時に、硫酸イオンとバリウムイオンが反応して、水に溶けにくい白い沈殿（硫酸バリウム）が生成されます。

✅ 正解

セロハン

セロハンは、水溶液そのものが急激に混ざり合うのを防ぐ一方で、目に見えないほど微細な穴を通じてイオンのみを通過させることができる性質を持っています。この性質が、電池の内部で電気的な中性を保つために不可欠な「イオンの移動」を支えています。

✅ 正解

塩化水素が水素イオンと塩化物イオンに分かれ、それぞれが電気を帯びた状態で存在している。

塩化水素のような電解質が水に溶けると、分子の状態ではなく、陽イオンと陰イオンに分かれて存在します。これを電離と呼び、このイオンが水溶液中に存在することによって、電圧をかけた際にイオンがそれぞれの極へ移動し、電流が流れるようになります。分子のままであったり、電気を帯びない原子の状態で存在したりすることはありません。

✅ 正解

CuCl₂ → Cu²⁺ + 2Cl⁻

塩化銅は電解質であり、水に溶けると陽イオンである銅イオン（Cu²⁺）と、陰イオンである塩化物イオン（Cl⁻）に分かれます。塩化銅の化学式はCuCl₂であるため、1つの銅イオンに対して2つの塩化物イオンが生じることを示す必要があります。

✅ 正解

水素イオンと硫酸イオン

硫酸の化学式はH₂SO₄で表され、これが水に溶けると、陽イオンである水素イオン（H⁺）と陰イオンである硫酸イオン（SO₄²⁻）に分かれます。この現象を電離と呼び、硫酸のように水溶液中で電離して電流を流す物質を電解質といいます。

✅ 正解

溶かした物質は電解質であり、水溶液中で陽イオンと陰イオンに分かれている。

水溶液に電流が流れて豆電球が点灯したということは、溶かした物質が電解質であることを示しています。電解質は水に溶けると、電気を帯びた粒子であるイオンに分かれるため、これが移動することで電流が流れます。金属などの導体中を流れる「自由電子」の移動とは仕組みが異なります。

✅ 正解

塩素には強い水溶性があるため、発生した体積のすべてを気体として回収することが難しい。

電気分解の反応そのものでは、水素と塩素は同じ体積ずつ発生しますが、塩素は水に溶ける性質（溶解性）が強いため、発生した気体が水溶液に吸い込まれるように溶けていきます。その結果、試験管や装置の枝部分に溜まる気体の体積に差が生じます。これは塩素の「水への溶けやすさ」に起因する現象です。

✅ 正解

陽イオン：水素イオン、陰イオン：塩化物イオン

塩化水素（HCl）は水に溶けると、水素原子が電子を1つ失って陽イオンである水素イオン（H⁺）になり、塩素原子が電子を1つ受け取って陰イオンである塩化物イオン（Cl⁻）になります。塩素のイオンを呼ぶ際は「塩素イオン」ではなく「塩化物イオン」と呼ぶのが正しい名称です。

✅ 正解

滴下を始めた瞬間から、加えた量に比例して個数が増え続ける

ナトリウムイオンは水酸化物イオンとともに水溶液中に加えられますが、中和反応（水ができる反応）には直接関与しません。このようなイオンは水溶液中にそのまま存在し続けるため、水酸化ナトリウム水溶液を加えれば加えるほど、その滴下量に比例して水溶液中のナトリウムイオンの個数は増加します。

✅ 正解

水溶液の中では、ナトリウムイオンの数と塩化物イオンの数は常に等しく、全体として電気を帯びていない。

塩化ナトリウム（NaCl）が電離すると、1個のナトリウムイオン（Na+）と1個の塩化物イオン（Cl-）が生じます。プラスの電気の総量とマイナスの電気の総量が等しいため、水溶液全体としては電気的に中性を保っています。また、溶けている粒子は熱運動によって常に動き続けており、放置しても沈殿することはありません。

✅ 正解

物質が電離して電荷を持ったイオンになり、それらが水中を移動して電気を運ぶため。

電解質が水に溶けると、正の電荷を持つ陽イオンと、負の電荷を持つ陰イオンに分かれます。この状態の水溶液に電圧をかけると、陽イオンは陰極へ、陰イオンは陽極へとそれぞれ引き寄せられて移動します。このように電荷を持ったイオンが水中を移動することが、水溶液中を電流が流れる正体です。非電解質の場合は、水に溶けても電荷を持たない分子のままであるため、電圧をかけても電気を運ぶ粒子が移動せず、電流は流れません。

✅ 正解

水酸化ナトリウムが、陽イオンであるナトリウムイオンと、陰イオンである水酸化物イオンに分かれている。

水酸化ナトリウム水溶液に電流が流れるのは、溶質である水酸化ナトリウムが水中でナトリウムイオンと水酸化物イオンに電離しているためです。これらのイオンが電気を運ぶ役割を果たすことで、回路に電流が流れます。水素イオンが生じるのは塩酸などの酸の電離の特徴であり、アルカリである水酸化ナトリウムからは生じません。

✅ 正解

物質を電解質といい、水中でナトリウムイオンと塩化物イオンに分かれて存在している

水に溶けたときに電流を流す物質を電解質と呼びます。塩化ナトリウムは代表的な電解質であり、水に溶けると「電離」という現象によって陽イオンであるナトリウムイオンと、陰イオンである塩化物イオンに分かれます。これら電荷を持ったイオンが水中を移動することで、電流が流れる仕組みになっています。塩化ナトリウムは分子を作らない物質であるため「分子の状態で存在している」という説明は誤りです。

✅ 正解

電極に赤褐色の物質が付着し、水溶液の青色が薄くなる。

水溶液中の銅イオンが電子を受け取ると、金属の銅原子となって電極の表面に析出するため、銅特有の赤褐色の物質が付着したように見えます。また、水溶液の青色は銅イオンによるものであるため、反応が進んで水溶液中の銅イオンが減少するにつれて、溶液の青色は次第に薄くなっていきます。

✅ 正解

2つの電解質溶液が混ざり合うのを防ぎながら、イオンを通過させる役割。

素焼きの容器は、仕切りとしての役割を果たし、性質の異なる水溶液が混ざり合って化学反応が電池の外部で直接起こってしまうのを防ぐ。同時に、イオンがこの容器を通り抜けて移動できるため、回路全体に電流が流れ続けることが可能になる。

✅ 正解

炭素棒は電極自体が塩酸と反応して変化することがないため、電極として適している

電気分解の実験では、電極そのものが水溶液と反応してしまうと、純粋な電気分解の反応を確認することができません。亜鉛などの金属を塩酸に入れると、電流を流さなくても反応して溶け出しますが、炭素棒は塩酸と反応しないため、電極として安定して使用することができます。

✅ 正解

亜鉛原子が電子を放出して陽イオンになり、銅イオンが電子を受け取って銅原子になる

金属が陽イオンになるときは、原子がマイナスの電気を持つ電子を放出します。この実験では、よりイオンになりやすい亜鉛が原子から陽イオンへ変化し、その際に放たれた電子を、よりイオンになりにくい銅のイオンが受け取って金属の原子へと戻ります。この電子の受け渡しが同時に起こることで、一方の金属が溶け、もう一方の金属が析出する現象が成立しています。

✅ 正解

陰極に付着する物質の質量が増えるほど、水溶液中の銅イオンの濃度は小さくなる

電気分解によって陰極に付着する物質は、水溶液中の銅イオンが変化した金属の銅です。したがって、陰極に銅が付着すればするほど、その分だけ水溶液中の銅イオンが消費されたことを意味します。このため、付着した銅の質量が増えるにつれて水溶液中の銅イオンの濃度は減少し、溶液の青色も薄くなっていきます。なお、塩化銅水溶液の電気分解では、通常、陰極で水素は発生しません。

✅ 正解

塩酸を加え始めてから、常に一定である

水酸化ナトリウム水溶液に含まれるナトリウムイオンは、中和反応において水素イオンと水酸化物イオンが結びついて水になる過程に関与しません。また、滴下する塩酸の中にはナトリウムイオンは含まれていないため、ビーカーの中に最初から存在していたナトリウムイオンの総数は、実験の前後で増減することなく一定に保たれます。

✅ 正解

マグネシウムは亜鉛よりも陽イオンになりやすいため、マグネシウムが溶け出し、水溶液中の亜鉛イオンが金属となって現れた。

金属を別の金属のイオンが含まれる水溶液に入れたとき、入れた金属のほうがイオン化傾向が大きい場合に反応が起こります。マグネシウムは亜鉛よりもイオンになりやすいため、自身は電子を放出して陽イオンとなり、代わりに水溶液中にあった亜鉛イオンが電子を受け取って金属（固体）として析出します。

✅ 正解

原子が電子を放出すると陽イオンになり、原子が電子を受け取ると陰イオンになる

原子は中心にあるプラスの電気を持つ原子核と、そのまわりにあるマイナスの電気を持つ電子で構成されており、通常は電気的に中性です。ここからマイナスの電気を持つ電子を放出すると、相対的にプラスの電気が強くなるため陽イオンとなります。逆に、外部から電子を受容（受け取り）すると、マイナスの電気が過剰になるため陰イオンとなります。陽子は原子核の中に固定されているため、化学変化によって移動することはありません。

✅ 正解

水素イオンと水酸化物イオンが互いの性質を打ち消し合い、水が生じている

酸の水素イオンとアルカリの水酸化物イオンが反応して水を生じ、互いの性質を打ち消し合う反応を中和といいます。BTB溶液が緑色を示して中性になったとき、水溶液中の水素イオンと水酸化物イオンは過不足なく反応した状態にあります。このとき、反応によって生じた塩（この場合は塩化ナトリウム）の構成イオンであるナトリウムイオンと塩化物イオンは、水溶液中にイオンの状態で溶けて存在しています。

✅ 正解

水素

塩酸は塩化水素が水に溶けた水溶液であり、電気分解を行うと陰極（−極）と陽極（＋極）でそれぞれ異なる物質が発生します。陽極では塩素が発生し、陰極では水素が発生するという性質があります。

✅ 正解

中和点に達するまでは硫酸イオンの数はほぼゼロの状態が続き、中和点を超えると増加する。

水酸化バリウムと硫酸の反応では、水とともに水に溶けにくい白色沈殿である硫酸バリウムが生成されます。中和点に達するまでは、滴下された硫酸に含まれる硫酸イオンは、水溶液中のバリウムイオンと即座に反応して沈殿となるため、イオンとして水溶液中にはほとんど存在しません。中和点ですべてのバリウムイオンが反応しきった後は、さらに硫酸を加えることで、反応相手のいない硫酸イオンがそのまま水溶液中に残るため、加えた量に応じて直線的に増加していきます。

✅ 正解

塩化物イオン

塩化水素（HCl）は水に溶けると、正の電荷を持つ水素イオン（H⁺）と負の電荷を持つ塩化物イオン（Cl⁻）に分かれます。このように、物質が水に溶けて陽イオンと陰イオンに分かれる現象を電離と呼び、塩化水素から生じる陰イオンは塩化物イオンです。

✅ 正解

加えられた硫酸イオンがバリウムイオンと反応し、水に溶けにくい沈殿となるため

硫酸と水酸化バリウムの反応では、硫酸イオンとバリウムイオンが結びつくことで、水に溶けない白い沈殿である硫酸バリウムが生成されます。中和点に達するまでは、水溶液中にバリウムイオンが存在しているため、加えた硫酸イオンは即座に沈殿となって液中から取り除かれます。このため、中和点までは硫酸イオンの数は増加しません。

✅ 正解

陽イオン

原子は中心にあるプラスの電気を持つ陽子と、そのまわりにあるマイナスの電気を持つ電子で構成されています。マイナスの性質を持つ電子を失うと、相対的にプラスの電気の割合が多くなるため、全体として正の電荷を帯びた陽イオンとなります。

✅ 正解

水溶液中の水素イオンが電子を受け取って水素分子になり、水溶液外へ出ていくため

電池として機能している間、＋極では水溶液中の水素イオンが電子を受け取る還元反応が起こり、水素ガスが発生します。この反応の結果、酸性の原因である水素イオンが水溶液中から失われるため、中和に必要なアルカリの量が減少します。電子を「放出」するのではなく「受け取る」ことでイオンから分子に変化する点が重要です。

✅ 正解

マグネシウム ＞ 亜鉛 ＞ 銅

金属板を水溶液に浸したとき、水溶液中の金属イオンよりも金属板の金属の方がイオンになりやすい場合に反応が起こります。マグネシウムは硫酸亜鉛と硫酸銅の両方で反応したことから最もイオンになりやすく、亜鉛は硫酸銅とのみ反応したためマグネシウムの次にイオンになりやすいことがわかります。一方で、どの溶液とも反応しなかった銅は、3つの中で最もイオンになりにくい性質を持っています。

✅ 正解

電圧をかけると、水溶液中の陽イオンが陰極へ、陰イオンが陽極へそれぞれ引き寄せられるため。

電解質が水に溶けると、正の電気を帯びた陽イオンと、負の電気を帯びた陰イオンに分かれます。ここに電圧を加えると、電気の「異なる極同士が引き合う」という性質により、プラスの陽イオンはマイナスの陰極へ、マイナスの陰イオンはプラスの陽極へと移動します。このように電荷を持った粒子が移動することによって、結果として水溶液中に電流が流れます。

✅ 正解

物質が水溶液中で陽イオンと陰イオンに分かれて存在し、これらが電荷を運ぶため

電解質が水に溶けると、陽イオンと陰イオンに分かれる「電離」という現象が起こる。電圧をかけた際、これらのイオンがそれぞれ逆の極性を持つ電極に向かって移動することで、結果として水溶液中を電流が流れる仕組みとなっている。

✅ 正解

中和点に達するまでイオンの総数は減少し、中和点で最小になった後、再び増加する

硫酸中の水素イオンと硫酸イオンは、加えられた水酸化バリウム水溶液中のバリウムイオンおよび水酸化物イオンと反応します。このとき、水ができるだけでなく、水に溶けにくい硫酸バリウムが白い沈殿として生じるため、液中のイオンが取り除かれます。したがって、中和点まではイオンの総数が減少していきます。中和点を超えると、反応せずに残るバリウムイオンと水酸化物イオンが液中に増えていくため、イオンの総数は再び増加に転じます。

✅ 正解

陰極に赤褐色の物質が付着し、陽極からは刺激臭のある気体が発生する

塩化銅は水溶液中で銅イオン（陽イオン）と塩化物イオン（陰イオン）に電離しています。電流を流すと、陽イオンである銅イオンは陰極（マイナス極）に引き寄せられ、電子を受け取って銅原子となり、赤褐色の固体として付着します。一方、陰イオンである塩化物イオンは陽極（プラス極）に引き寄せられ、電子を放出して塩素分子となり、刺激臭のある気体として発生します。

✅ 正解

電流が流れなくなる。ビニル袋によって水溶液中のイオンの移動が妨げられ、水溶液の電気的な中性を保てなくなるから。

電池が電流を流し続けるためには、水溶液中のプラスの電気とマイナスの電気のバランスが保たれている必要があります。セロハンには目に見えない小さな穴があり、イオンを通過させることで液全体の電気的な中性を維持しますが、ビニル袋はイオンを通過させないため、電気的な偏りが生じて化学反応が止まってしまいます。

✅ 正解

亜鉛原子が電子を放出して陽イオンになり、銀イオンがその電子を受け取って銀原子になっている。

イオン化傾向がより大きい金属は、電子を放出して陽イオンになろうとする性質が強いことを意味します。亜鉛は銀よりもイオン化傾向が大きいため、亜鉛板の表面で亜鉛原子が電子を放出して亜鉛イオンとなり水溶液中に溶け出します。その放出された電子を、水溶液中にあった銀イオンが受け取ることで、銀原子に戻って（還元されて）亜鉛板の表面に付着します。

✅ 正解

中和点に達するまでは水素イオンの数はほぼゼロの状態が続き、中和点を過ぎると加えた塩酸の体積に比例して増加する。

水酸化ナトリウム水溶液には水酸化物イオンが存在しており、加えられた塩酸の中の水素イオンは、この水酸化物イオンと反応して水になります。そのため、中和点に達して水酸化物イオンがすべて消費されるまでは、水素イオンは液中に存在できません。中和点を過ぎた後は、反応する相手である水酸化物イオンがなくなるため、加えた塩酸に含まれる水素イオンがそのまま液中に蓄積され、投入量に比例して増えていきます。

✅ 正解

亜鉛原子が電子を失って亜鉛イオンとなり、水溶液中に溶け出した。

金属の板を別の金属のイオンを含む水溶液に入れたとき、金属のなりやすさ（イオン化傾向）の違いによって反応が起こります。亜鉛は銅よりもイオンになりやすいため、亜鉛原子が電子を放出して陽イオンである亜鉛イオンとなり、水溶液に溶け出します。このとき放出された電子を銅イオンが受け取ることで、銅が金属として表面に付着します。

✅ 正解

アルカリ性の性質を示す水酸化物イオンが負の電荷を持っており、反対の性質を持つ正の電極（陽極）に引き寄せられるため。

物質が水に溶けて電離した際、電荷を帯びた粒子であるイオンになります。アルカリ性の性質を示す水酸化物イオンは負の電荷を帯びているため、電気的な引力によって、逆の符号である正の電荷を持つ陽極側に移動します。この移動によって、陽極側のリトマス紙が次々と青色に変化していきます。

✅ 正解

水酸化物イオンが負の電気を帯びているため、陽極側に移動する

アルカリ性の原因である水酸化物イオンは、負の電荷を持った陰イオンです。電圧をかけると、負の電気を持つイオンは反対の極である陽極（＋極）に向かって引き寄せられます。この移動に伴い、アルカリ性の反応を示す色の変化も陽極側へと広がっていきます。なお、ナトリウムイオンは正の電気を帯びているため陰極側に移動しますが、これはpH試験紙の色を変化させません。

✅ 正解

塩化ナトリウム水溶液

電解質は水に溶けたときに電離してイオンを生じるため、電流を流す性質があります。塩化ナトリウムは水中でナトリウムイオンと塩化物イオンに電離する電解質ですが、その水溶液は中性を示すため、リトマス紙の色を変化させません。硫酸は酸性の電解質（青色リトマス紙を赤変させる）、アンモニア水はアルカリ性の電解質（赤色リトマス紙を青変させる）、エタノールは非電解質（電流を流さない）であるため、条件に合致しません。

✅ 正解

亜鉛原子が電子を2つ放出して亜鉛イオンとなり、水溶液中に溶け出したため。

金属の板が薄くなるのは、固体であった金属原子がイオンに変化して水溶液中に溶け出すことが原因です。この実験では、亜鉛は銅よりもイオンになりやすい性質（イオン化傾向が大きい）を持っているため、亜鉛原子が2個の電子を放出して亜鉛イオン（Zn²⁺）に変化し、水溶液中に溶け出していくため、金属板は次第に薄くなります。

✅ 正解

食塩水と食酢は電解質であり、エタノールと砂糖水は非電解質である。

電解質は水に溶けたときに陽イオンと陰イオンに分かれ、電流を流す性質を持つ物質を指します。食塩（塩化ナトリウム）や食酢（酢酸）は水中でイオンに分かれるため電解質です。一方、エタノールや砂糖は水に溶けても分子のままで存在し、イオンを作らないため非電解質に分類されます。また、純粋な水は不純物が含まれないため、ほとんど電流を通しません。

✅ 正解

組み合わせた2種類の金属のイオンへのなりやすさの差

電池の電圧は、電極に使用する2種類の金属がそれぞれ「陽イオンになろうとする性質」の差によって決まります。この差が大きいほど、電子を放出しようとする勢いと引き込もうとする勢いの差が大きくなるため、高い電圧が得られます。電極の厚さや水溶液の温度は、電圧の大きさそのものを決定する本質的な要因ではありません。

✅ 正解

CuCl₂ → Cu²⁺ + 2Cl⁻

塩化銅1分子が電離すると、2価の陽イオンである銅イオン（Cu²⁺）が1個と、1価の陰イオンである塩化物イオン（Cl⁻）が2個生じます。電気的に中性になるよう、塩化物イオンの前に係数「2」をつける必要があります。また、電離によって塩素分子（Cl₂）が発生するわけではないため、イオン式として記述しなければなりません。

✅ 正解

HCl → H⁺ + Cl⁻

塩化水素の化学式はHClであり、電離すると1価の陽イオンである水素イオン（H⁺）と、1価の陰イオンである塩化物イオン（Cl⁻）になります。電離を表す式では、左辺に物質の化学式を、右辺に分かれた後のイオン式を記述します。

✅ 正解

水溶液が緑色に変化し、水素イオン指数は7になる

BTB溶液は、アルカリ性では青色、中性では緑色、酸性では黄色を示す指示薬です。水酸化バリウム水溶液に希硫酸を加えていき、中和によって中性になると、溶液の色は緑色に変化します。このとき、水素イオン指数（pH）は中性を示す7となります。

✅ 正解

水酸化物イオン

水溶液をアルカリ性にする正体は水酸化物イオンです。このイオンはマイナスの電気を帯びた「陰イオン」であるため、電圧をかけると、反対の符号であるプラスの電極（陽極）に向かって引き寄せられ移動します。

✅ 正解

亜鉛原子が電子を放出して亜鉛イオンになり、水溶液中の銅イオンがその電子を受け取って銅原子になる。

イオン化傾向が大きい（陽イオンになりやすい）金属である亜鉛は、自身が持っている電子を放出して陽イオン（Zn²⁺）となり水溶液中に溶け出します。一方、イオン化傾向が小さい銅はイオンの状態（Cu²⁺）でいるよりも金属原子（Cu）でいるほうが安定しやすいため、亜鉛が放出した電子を受け取って銅原子となり、表面に析出します。

✅ 正解

水素イオン

酸とは、水に溶けて電離したときに水素イオンを生じる物質のことです。この水素イオンが、アルカリから生じた水酸化物イオンと結びついて水（H2O）を生成することで、それぞれの性質を打ち消し合います。

✅ 正解

NaOH → Na⁺ + OH⁻

水酸化ナトリウムの組成式はNaOHです。これが水中で電離すると、1価の陽イオンであるナトリウムイオン（Na⁺）と、1価の陰イオンである水酸化物イオン（OH⁻）が1対1の割合で生じます。水酸化物イオンは酸素と水素がひとかたまりとなった多原子イオンであるため、H⁺（水素イオン）とO²⁻（酸素イオン）にバラバラに分かれることはありません。

✅ 正解

水酸化物イオン

水溶液をアルカリ性にする原因となる物質は、電離して生じる水酸化物イオン（OH⁻）です。水酸化物イオンは負の電荷を帯びた陰イオンであるため、反対の符号を持つ陽極（プラス極）に向かって移動する性質があります。このイオンが移動した先の赤色リトマス紙が青色に変化するため、色の変化を追うことでイオンの移動を視覚的に確認することができます。

✅ 正解

糸から陽極側に向かって、リトマス紙が青色に変化する

水酸化バリウム水溶液に含まれる水酸化物イオンは、赤色リトマス紙を青色に変える性質を持ちます。水酸化物イオンは負の電荷を持つ陰イオンであるため、電圧をかけると陽極（プラス極）に引き寄せられます。したがって、青色の変化は陽極側へ広がっていきます。

✅ 正解

水溶液中で溶質がイオンに分かれないため、電圧をかけても電流が流れない。

水溶液に電流が流れるためには、電荷を運ぶイオンが液体中に存在する必要がある。非電解質であるショ糖は、水に溶けても分子の状態を保ち、イオンに分かれない（電離しない）ため、回路を構成しても電流が流れることはない。これは溶解度の大きさや温度の変化に関わらず一貫した性質である。

✅ 正解

イオン化傾向

金属の種類によって、水溶液中で電子を失い陽イオンに変わろうとする度合いは異なります。この性質の強さを順に並べたものをイオン化傾向と呼び、この傾向が強い金属ほど反応性が高く、他の金属を還元して自身が溶け出す性質を持ちます。

✅ 正解

加えられた酸の水素イオンが、アルカリの水酸化物イオンと結びついて水が生じるため。

中和とは、酸の水素イオンとアルカリの水酸化物イオンが結びついて互いの性質を打ち消し合い、水を作る反応のことです。アルカリ性溶液には水酸化物イオンが豊富に含まれているため、酸を加えてもその中の水素イオンはすぐに水酸化物イオンと反応して水に変化します。したがって、水酸化物イオンが完全に消費される中和点までは、水素イオンが水溶液中に蓄積されることはなく、その量はほぼゼロの状態が保たれます。

✅ 正解

名称は非電解質で、物質は砂糖である

水溶液にしたときに電流が流れない物質を非電解質と呼ぶ。砂糖やエタノールは水に溶けても分子の状態のままで存在し、電気を運ぶイオンを生じないため非電解質に分類される。一方、塩化ナトリウムや塩化水素などは水中でイオンに分かれるため電流が流れ、これらは電解質と呼ばれる。

✅ 正解

水酸化物イオンは、中和が完了するまで減少し続け、その後は0のまま変化しない。

水酸化ナトリウム水溶液に塩酸を加えると、塩酸中の水素イオンが水溶液中の水酸化物イオンと結びついて水になります。そのため、中和が完了するまでは水酸化物イオンが消費され続けて減少します。中和完了後は、水酸化物イオンがすべて反応しきった状態になるため、さらに塩酸（水素イオンと塩化物イオン）を加えても水酸化物イオンの数は0のまま増えることはありません。

✅ 正解

電解質

物質が水溶液中で陽イオンと陰イオンに分かれることを電離といい、この性質を持つ物質を電解質と呼びます。水溶液中で自由に動くことができるイオンが電荷を運ぶ役割を果たすため、電流が流れるようになります。

✅ 正解

電解質

物質には、水に溶けた際に電流を流すものと流さないものがあります。塩化ナトリウムのように、水に溶けて電流を流す性質を持つ物質を電解質と呼び、この性質を利用して様々な化学実験が行われます。

✅ 正解

塩素イオン4個、ナトリウムイオン2個、水素イオン2個、および水分子2個

化学反応の前後で、原子やイオンの総数は変わりません。4個の水素イオンのうち、加えられた2個の水酸化物イオンと反応して水（水分子）になるのは2個分です。したがって、反応後は残った水素イオン2個、変化しない塩素イオン4個、新しく加わったナトリウムイオン2個が液中に存在し、さらに反応で生じた2個の水分子が形成されます。

✅ 正解

中性になるまで一定の個数に保たれる

塩酸中の水素イオンは、加えられた水酸化物イオンと反応して水分子に変わりますが、同時に水酸化ナトリウム水溶液に含まれるナトリウムイオンが溶液中に加わります。水素イオン1個が消える代わりにナトリウムイオン1個が溶液に残るため、陽イオンの数は変わりません。また、塩化物イオンの数も変化しないため、中性になるまではイオンの総数は変化しません。水分子はイオンではないため、総数には数えない点に注意が必要です。

✅ 正解

水素イオンは正の電気を帯びた陽イオンであり、負の電気を持つ陰極と引き合うため

イオンは電気を帯びた粒子であり、正の電気を持つ陽イオンは負の電極（陰極）へ、負の電気を持つ陰イオンは正の電極（陽極）へ移動する性質があります。水素イオンは陽イオンであるため、引き合う力によって陰極へと移動します。

✅ 正解

陰極：水素、陽極：酸素

水の電気分解（水酸化ナトリウム水溶液の電気分解）では、陰極に水素、陽極に酸素が発生します。水分子を構成する原子の比率から、発生する気体の体積比は常に「水素：酸素 ＝ 2：1」となるため、体積が多く溜まっている陰極側が水素であると判断できます。

✅ 正解

Cu²⁺ + 2e⁻ → Cu

水溶液中の銅イオン（Cu²⁺）は陽子に対して電子が2個不足して正の電気を帯びた状態にあります。陰極から供給された電子（e⁻）を2個受け取ることで、電気的に中性な銅原子（Cu）となり、電極に析出します。この「電子を受け取る反応」を還元と呼びます。

✅ 正解

200個

亜鉛原子が亜鉛イオン（Zn2+）に変化するとき、原子1個につき2個の電子を放出するという原理があります。したがって、溶け出した亜鉛原子の数が100個であれば、放出される電子の総数はその2倍の200個となります。この放出された電子が導線を伝わって正極へ移動することで、電流が流れます。

✅ 正解

1個のマグネシウム原子が2個の電子を放出し、それを1個の亜鉛イオンが受け取る。

マグネシウム原子は、電子を2個放出して2価の陽イオン（Mg²⁺）になる性質があります。一方、硫酸亜鉛水溶液の中に溶けている亜鉛イオンも2価の陽イオン（Zn²⁺）であるため、電気的なバランスを保つために、マグネシウム原子が放出した2個の電子を、ちょうど1個の亜鉛イオンが過不足なく受け取ることになります。この電子の授受によって、物質の種類が変化する化学反応が進みます。

✅ 正解

電子を失うことで、陽子の数が電子の数よりも多くなり、全体としてプラスの電気を帯びた陽イオンになる

マイナスの電気を持つ電子を失うと、原子の中に含まれるプラスの電気を持つ陽子の数が、電子の数を上回ることになります。その結果、粒子全体としてプラスの電気を帯びることになります。このようにプラスの電気を帯びた粒子を陽イオンと呼び、銅原子の場合は電子を2個失うことで銅イオン（陽イオン）となります。

✅ 正解

反応には関与しないため、実験を通して数は変化せず一定である

中和反応の正体は、酸から生じる水素イオンとアルカリから生じる水酸化物イオンが結びついて水になる反応です。塩酸に含まれる塩化物イオンと、水酸化ナトリウム水溶液に含まれるナトリウムイオンは、この反応には直接関与せず、水溶液中でイオンのまま存在し続けます。したがって、塩酸の量が一定であれば、そこにどれだけ水酸化ナトリウム水溶液を加えても、もともと存在していた塩化物イオンの総数が変化することはありません。

✅ 正解

減少する水素イオンの数と、増加するナトリウムイオンの数が等しいから

中和反応では、酸の水素イオンとアルカリの水酸化物イオンが反応して水（非電解質）になります。水素イオンが1つ減少する一方で、水溶液中に加えられたアルカリ側の陽イオン（この場合はナトリウムイオン）が1つずつ増えていくため、イオンの総数そのものは中和点まで変化せずに一定となります。これは、反応に関与しない塩素イオンの数が変わらないことと併せて理解することが重要です。

✅ 正解

マグネシウム ＞ 亜鉛 ＞ 銅

イオン化傾向が大きい金属ほど、他の金属イオンを金属に戻して（還元して）自分は溶液に溶け出そうとします。マグネシウムが亜鉛や銅のイオンを含む溶液と反応したことは、マグネシウムがそれらよりイオンになりやすいことを示します。一方で、銅がどの溶液とも反応しなかったことは、銅がこれらの中で最もイオンになりにくいことを示しています。したがって、イオンのなりやすさはマグネシウム、亜鉛、銅の順になります。

✅ 正解

塩化物イオンは水素イオンと水酸化物イオンが結びつく反応には関与せず、液中にそのまま存在し続けるから

中和の反応の本質は、酸の水素イオンとアルカリの水酸化物イオンが結びついて水ができることです。塩酸に含まれる塩化物イオンはこの反応に関係しないため、滴下された塩酸に含まれる分がそのまま水溶液中に蓄積されます。したがって、グラフなどで表すと原点を通る右肩上がりの直線になります。

✅ 正解

液性が中性であっても、溶質が電解質であれば水溶液中にイオンが存在するため、電流が流れる。

導電性の有無は、水溶液中に自由に動くことができるイオンが存在するかどうかで決まります。酸性やアルカリ性の正体は水素イオンや水酸化物イオンの存在ですが、塩化ナトリウムなどの電解質は、液性を中性に保ったまま水中でイオンに分かれます。したがって、中性であっても導電性を持つ水溶液は存在します。

✅ 正解

溶質が化学変化によって気体や固体となり、水溶液中から取り除かれるため。

電気分解とは、電流を流すことで水溶液中の物質を分解する反応です。塩化銅などの溶質は、電気分解によって銅（固体）や塩素（気体）へと化学変化し、溶液の外へ出ていきます。質量パーセント濃度は「溶液の質量に対する溶質の質量の割合」であるため、溶質が失われることで濃度の値が変化（通常は減少）することになります。

✅ 正解

硫酸イオンが2価の陰イオンであり、水溶液全体で電気的に中性を保つためには、1価の水素イオンが2つ必要だから。

水溶液中では、陽イオンが持つプラスの電気の総量と、陰イオンが持つマイナスの電気の総量は必ず等しくなり、全体として電気的に中性の状態を保っている。硫酸イオンは「2-」の電荷を持つ2価の陰イオンであるため、これとバランスを取るためには「1+」の電荷を持つ水素イオンが2つ存在しなければならない。そのため、硫酸分子1つが電離したとき、水素イオンの係数は2となる。

✅ 正解

電子を2個失って、プラスの電気を帯びた陽イオンになる

原子がイオンになるとき、原子核にある陽子の数は変化しません。マグネシウム原子は、マイナスの電気を持つ電子を2個放出することで、相対的にプラスの電気を持つ陽子の数が多くなり、全体として2価の陽イオンとなります。

✅ 正解

マグネシウム原子が電子を2個失ってマグネシウムイオンになり、水溶液中に溶け出している。

マグネシウムは亜鉛よりもイオン化傾向が大きいため、硫酸亜鉛水溶液中ではマグネシウムが電子を放出してイオンとなり、水溶液へ溶け出します。このときマグネシウム原子1個につき電子を2個失うことで、2価の陽イオンへと変化します。板が薄くなるのは、固体だったマグネシウム原子がイオン化して液中に移動したためであり、表面に付着した黒い物質は、マグネシウムが放出した電子を受け取って析出した亜鉛です。

✅ 正解

陰極：水素、陽極：塩素

塩化ナトリウム水溶液の電気分解では、陽極側に引き寄せられた塩化物イオンが電子を放出して塩素が発生します。一方、陰極側では水溶液中の水分子が電子を受け取る反応が起こり、水素が発生します。ナトリウムイオンは水溶液中に残るため、陰極にナトリウムが析出することはありません。

✅ 正解

陽極で発生した塩素が水に非常に溶けやすいため

塩酸（塩化水素の水溶液）を電気分解すると、陽極からは塩素、陰極からは水素が発生します。化学反応式では水素と塩素は１：１の体積比で発生するはずですが、塩素は水に非常に溶けやすいという性質（溶解性）を持っています。そのため、発生した塩素の多くが水溶液中に溶け込んでしまい、気体として管の中に集まる体積は水素に比べて少なくなります。

✅ 正解

水溶液の青色が次第に薄くなる。これは、青色の原因である銅イオンが電子を受け取って銅原子となり、水溶液中のイオンの数が減少するため。

塩化銅水溶液が青色を示しているのは、水溶液中に銅イオン（Cu2+）が含まれているためです。電気分解が進むと、この銅イオンが陰極で電子を受け取って金属の銅（Cu）に変化し、水溶液中から析出していきます。その結果、水溶液中の銅イオンの濃度が減少するため、溶液の青色は次第に薄くなっていきます。

✅ 正解

反応を中和といい、液性は中性になる

酸の水素イオンとアルカリの水酸化物イオンが結びついて水を作る反応を中和と呼びます。このとき、酸とアルカリが過不足なく反応すると、水溶液は酸性でもアルカリ性でもない中性を示します。

✅ 正解

25分

水素と酸素が過不足なく反応する条件が「酸素4立方センチメートルで50分」であるとき、酸素を2立方センチメートルに減らすと、反応できる水素の量も半分になります。燃料電池の発電時間は反応した気体の量に比例するため、酸素の量が半分（2立方センチメートル）であれば、得られる電気エネルギーも半分になり、回転時間も50分の半分の25分となります。

✅ 正解

水酸化物イオンが含まれることによるアルカリ性

水溶液がアルカリ性を示すのは、水溶液中に水酸化物イオンが含まれているためです。BTB溶液は水溶液中の水素イオン濃度によって色が変化する指示薬であり、水酸化物イオンが多く存在しアルカリ性を示す条件において、溶液を青色に変える特性を持っています。

✅ 正解

HCl + NaOH → NaCl + H₂O

酸である塩酸（HCl）の水素イオンと、アルカリである水酸化ナトリウム（NaOH）の水酸化物イオンが結びつくことで水（H₂O）が生成されます。同時に、塩酸の陰イオンである塩化物イオンと、水酸化ナトリウムの陽イオンであるナトリウムイオンが結びついて塩（えん）である塩化ナトリウム（NaCl）が生成されます。これらを一つの式にまとめると、左辺に反応物、右辺に生成物を記述した上記の式となります。

✅ 正解

硫酸バリウム

硫酸と水酸化バリウムが反応すると、中和反応によって水と塩が生じます。このとき生成される塩である硫酸バリウムは水に非常に溶けにくいため、白い沈殿となって現れます。中和反応の代表的な沈殿形成の例として、高校入試では頻出の物質名です。

✅ 正解

反応名は中和、物質の総称は塩（えん）

酸の水素イオンとアルカリの水酸化物イオンが結びついて水が生じる反応を中和と呼びます。このとき、酸の陰イオンとアルカリの陽イオンが結びついてできる物質を「塩（えん）」といいます。

✅ 正解

酸性は黄色、アルカリ性は青色

BTB溶液は水溶液の液性によって色が変化する指示薬である。水溶液が酸性のときは黄色、中性のときは緑色、アルカリ性のときは青色を示す。この性質を利用して、未知の水溶液の液性を判定することができる。

✅ 正解

アルカリ性の性質を持つ消石灰を散布して中和する

酸性に傾いた土壌に、アルカリ性の性質を示す消石灰（水酸化カルシウム）をまくと、中和反応が起こって土壌の酸性が弱められる。このように化学反応を利用して植物の生育に適した環境を整えることを土壌改良という。

✅ 正解

塩酸は水中で電離してイオンが存在するため、電流が流れる電解質である。

塩酸は塩化水素という物質が水に溶けたものであり、水中で水素イオンと塩化物イオンに電離しているため、電流を流すことができる電解質です。酸性の性質を示すため、pHは7よりも小さくなり、青色リトマス紙を赤色に変える性質を持ちます。また、マグネシウムなどの金属と反応して水素を発生させるのは酸の代表的な化学的性質です。

✅ 正解

中和、イオン反応式

酸が水溶液中で放つ水素イオンと、アルカリが水溶液中で放つ水酸化物イオンが反応して水ができる現象を中和と呼びます。この変化を、イオンの記号を用いて「H⁺ + OH⁻ → H₂O」のように表したものをイオン反応式といいます。電離は物質が水に溶けてイオンに分かれる現象を指し、還元は酸化物から酸素が取り除かれる反応を指すため、この設問の文脈には適しません。

✅ 正解

亜鉛は銅よりも陽イオンになりやすい性質（反応性）をもっている

金属の反応性の比較において、すでに水溶液中にイオンとして存在している金属よりも、イオン化傾向が大きい（陽イオンになりやすい）金属を投入した場合にのみ、置き換えの反応が進行します。亜鉛を硫酸銅水溶液に入れたときだけ反応が進むのは、亜鉛が銅よりもイオン化傾向が大きく、より陽イオンになりやすい性質を持っていることを示しています。

✅ 正解

水溶液中の水素イオンが原因となって、BTB溶液の色を黄色に変化させる

酸性の水溶液の共通した性質は、水溶液中に存在する水素イオンによって生じます。この水素イオンのはたらきにより、BTB溶液は黄色に変化し、青色リトマス紙は赤色に変化します。フェノールフタレイン溶液はアルカリ性の水溶液に反応して赤色になりますが、酸性や中性の水溶液では無色のままであり、色の変化は見られません。

✅ 正解

水素イオンと水酸化物イオンが結びついて、水分子になる。

中和反応の本質は、酸から生じる水素イオン（H⁺）とアルカリから生じる水酸化物イオン（OH⁻）が互いに結びついて、水（H₂O）を生成することにあります。このとき、ナトリウムイオンと塩化物イオンは水に溶けやすい性質を持つため、水溶液中では結びつかずにイオンの状態で存在し続けます。

✅ 正解

青色

ＢＴＢ溶液は、調べたい液体の性質（ｐＨ）によって色が変化する性質を持っています。酸性では黄色、中性では緑色を示し、アルカリ性の水溶液に加えた場合には青色を示すため、この色の変化を観察することで液体の性質を特定することができます。なお、無色に変化するのはフェノールフタレイン溶液を酸性や中性の水溶液に加えた場合など、他の指示薬の性質です。

✅ 正解

水酸化バリウムを加えるに従って電流が減少し、中和点で最小になった後、再び増加する。

硫酸と水酸化バリウムの中和反応では、反応によって生じる硫酸バリウムが沈殿として取り除かれるため、水溶液中のイオンの総数が減少していきます。中和点ではイオンがほぼ存在しなくなるため電流は最小（ほぼゼロ）になります。中和点を過ぎてさらに水酸化バリウムを加えると、バリウムイオンと水酸化物イオンが再び増加するため、電流の値は再び大きくなっていきます。

✅ 正解

塩酸は酸性の水溶液であるため、BTB溶液を加えると黄色に変化する。これは液中に水素イオンが存在するためである。

塩酸（塩化水素の水溶液）は、水中で電離して水素イオンと塩化物イオンに分かれます。BTB溶液は、水溶液中に水素イオンが存在する「酸性」の状態において黄色を呈する性質があるため、実験では黄色への変化が観察されます。

✅ 正解

硫酸バリウム

塩化バリウム水溶液に含まれるバリウムイオンと、硫酸に含まれる硫酸イオンが結びつくことで、水に非常に溶けにくい性質を持つ硫酸バリウムが生成されます。この物質は水溶液中で固体として現れるため、白い沈殿として観察されます。

✅ 正解

中和反応によって水溶液中のイオンの総数が減少し、電気抵抗が大きくなったため

水酸化バリウム水溶液とうすい硫酸の反応では、水とともに水に溶けにくい（不溶性の）塩である硫酸バリウムが生成されます。このとき、水溶液中に存在していたバリウムイオンと水酸化物イオンが反応して沈殿や水へと変化し、電気を運ぶ役割を果たすイオンの総数が減少するため、電流が流れにくくなります。

✅ 正解

マグネシウムが塩酸と反応して水素が発生し、マグネシウム自体は溶けて減少する

マグネシウムを酸性の水溶液に入れると、金属が陽イオン（マグネシウムイオン）となって液中に溶け出し、同時に水素イオンが水素分子となって気体として発生します。反応が続くとマグネシウムそのものは溶けて見えなくなります。アルカリ性の水溶液中ではこのようなイオン化の反応が進行しないため、変化が起こりません。

✅ 正解

中和

酸の水素イオンとアルカリの水酸化物イオンが結びついて水が生じ、互いの性質を打ち消し合う反応を中和といいます。このとき、水とともに生成される物質を「塩」と呼び、塩酸と水酸化ナトリウムの反応では塩化ナトリウムが生成されます。

✅ 正解

青色に変化し、液性はアルカリ性である

ビーカーＤで中和が完了していることから、それ以上にアルカリ性の水溶液である水酸化ナトリウム水溶液を加えたビーカーＧでは、水溶液中に水酸化物イオンが過剰に存在する状態、すなわちアルカリ性となっている。ＢＴＢ溶液はアルカリ性の水溶液に反応して青色を示すため、色の変化は青色となる。

✅ 正解

水素イオンと水酸化物イオンが結びついて水になり、それぞれのイオンが減少するため

酸の性質を示す正体である水素イオン（H+）と、アルカリ性の性質を示す正体である水酸化物イオン（OH-）が反応すると、水（H2O）に変化します。性質の元となるこれらのイオンが水溶液中から減少するため、互いの性質を打ち消し合うことになります。

✅ 正解

7

酸性とアルカリ性の水溶液が反応して互いの性質を打ち消し合う反応を中和と呼びます。中和によって水溶液が中性になったとき、pHの値はちょうど7を示します。pHは0から14までの値で表され、7より小さいと酸性、7より大きいとアルカリ性であることを意味します。

✅ 正解

酸性：黄色、アルカリ性：青色

BTB溶液は、水溶液の液性によって色が変化する指示薬です。酸性では黄色、中性では緑色、アルカリ性では青色を示す性質を持っています。これを利用することで、無色透明な水溶液であってもその性質を容易に判別することが可能です。

✅ 正解

現象：電離、陽イオン：バリウムイオン、陰イオン：水酸化物イオン

水酸化バリウムなどの電解質が水に溶けて、陽イオンと陰イオンに分かれる現象を電離と呼びます。水酸化バリウム（Ba(OH)₂）が電離すると、金属の原子に由来するバリウムイオン（Ba²⁺）と、原子の集団である水酸化物イオン（OH⁻）が生じます。

✅ 正解

酸の性質を示す水素イオンがすべて反応して消失し、水酸化物イオンが残るアルカリ性になっているため、水素が発生しなかった

マグネシウムなどの金属と反応して水素を発生させるのは、酸性のもとである水素イオンの働きです。水酸化ナトリウム水溶液を過剰に加えたことで、塩酸に含まれていた水素イオンはすべて中和されて水になり、消失しています。その結果、酸としての性質が失われ、逆に水酸化物イオンが存在するアルカリ性の状態になっているため、マグネシウムを入れても水素は発生しません。

✅ 正解

50立方センチメートル

中和反応における塩酸と水酸化ナトリウム水溶液の体積比に注目します。この実験では、塩酸100立方センチメートルに対して水酸化ナトリウム水溶液200立方センチメートルが過不足なく反応するため、体積比は1：2です。塩酸100立方センチメートルに対して現在は150立方センチメートルしか加えられていないため、中性にするために必要な200立方センチメートルから現在の150立方センチメートルを引いた、残り50立方センチメートルを追加する必要があります。

✅ 正解

H2SO4 + Ba(OH)2 → BaSO4 + 2H2O

中和反応において、酸の水素イオン（H+）とアルカリの水酸化物イオン（OH-）が結びついて水（H2O）が生成されます。硫酸には2つの水素イオン、水酸化バリウムには2つの水酸化物イオンが含まれているため、1分子ずつが反応すると2分子の水が生じます。また、硫酸イオン（SO4 2-）とバリウムイオン（Ba 2+）が結びついて硫酸バリウム（BaSO4）が生成されます。

✅ 正解

水に溶けにくい白色の沈殿が生成する

酸である硫酸とアルカリである水酸化バリウムの中和反応では、水に溶けない塩である硫酸バリウムが生成されるため、溶液は白く濁り、沈殿が生じます。この反応は一般的な中和反応と同様に発熱反応であり、温度が下がることはありません。

✅ 正解

pHの値は徐々に大きくなり続け、中和点を超えると7より大きい値になる

酸性の塩酸にアルカリ性の水酸化ナトリウム水溶液を加えると、水素イオンが水酸化物イオンと反応して減少するため、pHの値は徐々に大きくなります。完全に中和したときpHは7（中性）となりますが、さらにアルカリ性の水溶液を加え続けると、水酸化物イオンが過剰になるため、pHは7を超えて上昇し続けます。

✅ 正解

強いアルカリ性を示し、酸性の水溶液と反応させることで互いの性質を打ち消し合う中和反応を起こす性質を持つ。

水酸化カリウムは水に溶けると電離して水酸化物イオンを放出し、強いアルカリ性を示します。この水酸化物イオンが、酸性の水溶液に含まれる水素イオンと結びつくことで、互いの性質を打ち消し合う中和という化学反応が起こります。

✅ 正解

中和反応が完了した後、加えた硫酸に含まれる水素イオンと硫酸イオンが水溶液中に増えたため

中和点までは、加えた硫酸のイオンが水酸化バリウムと反応して水や沈殿に変わるためイオンが減少しますが、中和点を超えると、それ以上反応する相手（水酸化バリウム）がいなくなります。そのため、追加で加えた硫酸に含まれる水素イオンと硫酸イオンがそのまま水溶液中に蓄積されることになり、イオンの総数が増加するため、電流は再び流れやすくなります。

✅ 正解

酸の性質の源である水素イオンが、アルカリの水酸化物イオンと結びついて水に変わるため

水溶液が酸性を示すのは、電離した水素イオンが存在しているからです。アルカリを加えると、アルカリに含まれる水酸化物イオンが、水溶液中の水素イオンと結びつき、中性な物質である水へと変化します。その結果、水溶液中の水素イオンの数が減少するため、酸としての性質が弱まり、最終的に完全に打ち消されることになります。

✅ 正解

液性は中性であり、水素イオン指数（pH）の値は7になる。

塩化ナトリウム（食塩）や砂糖は水に溶けても水素イオンや水酸化物イオンのバランスを変化させないため、その水溶液は中性を示す。中性の水溶液における水素イオン指数（pH）は、酸性の指標となる0や1、アルカリ性の指標となる14ではなく、ちょうど中間の値である7となる。

✅ 正解

水酸化物イオンが水素イオンより多く含まれ、pHは七より大きくなる

アルカリ性の水溶液は、電離によって生じる水酸化物イオンが水素イオンよりも多く存在している状態を指します。水素イオン指数（pH）の尺度では、中性の7を基準として、アルカリ性が強くなるほどその数値は7から離れて大きくなります。ＢＴＢ溶液が青色を示すのは、このアルカリ性の条件を満たしているときです。

✅ 正解

① 陽イオン、② 陰イオン

水素イオンは原子が電子を失って正の電気を帯びた「陽イオン」であり、水酸化物イオンは電子を受け取って負の電気を帯びた「陰イオン」です。中和反応の本質は、これらの陽イオンと陰イオンが結びついて、電気的に中性な水が生じることにあります。

✅ 正解

水酸化物イオンが残っているため、青色になる

BTB溶液は、水溶液の性質が酸性のときは黄色、中性のときは緑色、アルカリ性のときは青色に変化します。塩酸に対して水酸化ナトリウム水溶液を過剰に加えた場合、溶液中には水酸化物イオンが余っている状態、つまりアルカリ性となるため、BTB溶液を加えると青色を示します。

✅ 正解

硫酸バリウム：塩

硫酸（酸）と水酸化バリウム（アルカリ）の中和反応が起こると、水とともに硫酸バリウムという物質が生成されます。中和反応において、酸の陰イオンとアルカリの陽イオンが結びついてできた物質を「塩（えん）」と呼びます。硫酸バリウムは水に溶けにくいため、反応後の液体中では沈殿として観察されます。

✅ 正解

水素イオンと水酸化物イオンが結びついて、水分子になる。

酸の性質を示す水素イオン（H+）と、アルカリの性質を示す水酸化物イオン（OH-）が反応すると、これらが互いに結びついて水分子（H2O）となります。これにより、それぞれのイオンとしての性質が失われるため、性質を打ち消し合う現象が起こります。

✅ 正解

溶液中のイオンが反応して、水と水に溶けない沈殿に変化し、電流を運ぶイオンがほとんど存在しなくなるため。

水酸化バリウムが電離して生じているバリウムイオンと水酸化物イオン、および硫酸が電離して生じている水素イオンと硫酸イオンが反応すると、液中には水（H₂O）と水に溶けない硫酸バリウム（BaSO₄）が生成されます。中和の過不足がない地点では、移動して電流を運ぶためのイオンが液中からほぼ消失するため、電流が流れなくなります。

✅ 正解

どちらの水溶液も酸性であり、pHが3の水溶液の方が酸性が強い

pHの値が7より小さい水溶液はすべて酸性を示します。酸性の強さは、数値が7から離れて小さくなるほど強くなるため、pH5よりもpH3の水溶液の方が、より強い酸性を持っていると判断できます。

✅ 正解

マグネシウム原子が放出した電子が、外部回路へ移動する前に電極付近の亜鉛イオンに受け取られてしまうため。

イオン化傾向の大きいマグネシウム原子は、よりイオンになりにくい亜鉛のイオンが水溶液中に存在すると、電極表面で直接電子を受け渡してしまいます。このとき、電子が導線（外部回路）を通る前に消費されてしまうため、電池として取り出せる電気エネルギーが減少し、結果として電圧が低下します。このように、負極付近で局所的な酸化還元反応が起こることは電池の起電力を下げる要因となります。

✅ 正解

HCl + NaOH → NaCl + H₂O

塩酸の溶質である塩化水素（HCl）と水酸化ナトリウム（NaOH）が反応すると、互いの性質を打ち消し合う中和が起こります。このとき、酸の水素イオンとアルカリの水酸化物イオンが結びついて水（H₂O）ができ、残りのナトリウムイオンと塩化物イオンが結びついて塩（えん）である塩化ナトリウム（NaCl）が生成されます。

✅ 正解

過剰に加えた硫酸に含まれる水素イオンと硫酸イオンによって、電流は再び流れるようになる。

中和点まではイオンが沈殿として取り除かれるため電流は減少しますが、中和点を超えて硫酸を過剰に加えると、溶液中に硫酸由来の水素イオンと硫酸イオンが増加します。これらのイオンが電気を運ぶ役割を担うため、電流の値は再び増加に転じます。この変化をグラフに表すと、中和点を底としたV字型になります。

✅ 正解

中和

酸から生じる水素イオン（H⁺）とアルカリから生じる水酸化物イオン（OH⁻）が結びついて水（H₂O）を生成し、互いの性質を打ち消し合う現象を中和と呼びます。このとき、酸の陰イオンとアルカリの陽イオンが結びついて「塩（えん）」も同時に生成されます。

✅ 正解

硫酸バリウム

硫酸に含まれる硫酸イオンと、水酸化バリウム水溶液に含まれるバリウムイオンが結びつくことで、水に溶けにくい白色の沈殿である硫酸バリウムが生成されます。この反応は中和反応に伴って起こる代表的な沈殿生成反応です。

✅ 正解

HCl + NaOH → NaCl + H2O

酸である塩酸（HCl）から生じる水素イオンと、アルカリである水酸化ナトリウム（NaOH）から生じる水酸化物イオンが結びついて水（H2O）ができる反応を中和といいます。このとき、残りの塩素イオンとナトリウムイオンが結びつくことで、塩（えん）である塩化ナトリウム（NaCl）が生成されます。各原子の数が反応前後で一致しているこの式が正解となります。

✅ 正解

反応が進むにつれて白い沈殿が生じ、液の色は黄色から緑色を経て紫色へと変化する

水酸化バリウム水溶液は強いアルカリ性を示すため、ムラサキキャベツ液を加えると黄色になります。ここに硫酸を加えて中和が進むと、アルカリ性が弱まり緑色へ、そして完全に中和した時点（中性）で紫色へと変化します。また、この反応では水に溶けない塩である硫酸バリウムが生成されるため、白い沈殿が観察されます。

✅ 正解

中和した時点から変化せず、一定である

この反応における白い沈殿は、硫酸イオンとバリウムイオンが結びついてできた硫酸バリウムである。15.0g加えた時点で硫酸がすべて反応し尽くしているため、それ以上水酸化バリウム水溶液を加えても反応する硫酸イオンが存在しない。したがって、沈殿の生成は止まり、質量はそれ以上増加することはない。

✅ 正解

中和が完了して中性になっており、酸の性質とアルカリの性質が打ち消し合っている

アルカリ性の水溶液に酸を加えてｐＨが７になった状態は、中和反応によって酸の性質とアルカリの性質が完全にはたらきを打ち消し合った「中和点」であることを意味します。このとき液性は中性となり、水溶液中の水素イオンの数と水酸化物イオンの数が等しくなっています。中和反応の結果、水と塩（えん）が生成されます。

✅ 正解

沈殿の質量は、加えた硫酸の体積に比例して増加する

実験データにおいて、硫酸の体積が25から50、75へと2倍、3倍になるにつれて、沈殿の質量も0.31から0.62、0.93へと2倍、3倍になっています。このように、中和が完了するまでは反応するイオンの数が増えるため、生成される硫酸バリウムの質量は加えた液体の量に比例します。

✅ 正解

水素イオンが含まれ、pHの値が7より小さい

酸性の水溶液は、物質が水に溶けた際に電離して水素イオン（H⁺）を生じるという共通の性質を持っています。水溶液の液性を数値で表すpH（ピーエッチ）は、中性を7とし、7より小さい数値は酸性、7より大きい数値はアルカリ性を示します。

✅ 正解

pHが7より小さく、水溶液に電流が流れる電解質である

塩酸は塩化水素が水に溶けた酸性の水溶液であり、酸性の水溶液のpHは7よりも小さくなります。また、塩化水素は水中でイオンに分かれるため、水溶液は電流を通す性質を持つ電解質として分類されます。

✅ 正解

酸の陰イオンとアルカリの陽イオンが結びついてできた、水に溶けにくい「塩」

酸（硫酸）から生じる陰イオン（硫酸イオン）と、アルカリ（水酸化バリウム）から生じる陽イオン（バリウムイオン）が結びついてできる物質を「塩（えん）」と呼びます。中和反応では必ず水と塩が生成されますが、硫酸バリウムはこの塩の中でも特に水に溶けにくい性質を持っており、白色の沈殿として観察されるのが大きな特徴です。

✅ 正解

酸から生じる水素イオンと、アルカリから生じる水酸化物イオンが過不足なく反応して水分子になる。

中和の本質は、酸から生じる陽イオンである水素イオンと、アルカリから生じる陰イオンである水酸化物イオンが、1対1の割合で結びついて水に変化することにあります。この反応により、水溶液中のイオンバランスが変化し、酸やアルカリとしての性質が失われていきます。

✅ 正解

塩酸に含まれる水素イオンが、水溶液中の水酸化物イオンと反応して水に変化し、アルカリ性が失われたため。

フェノールフタレイン溶液はアルカリ性の水溶液に反応して赤色を示す指示薬です。滴下された塩酸の中の水素イオンが、水酸化ナトリウム水溶液中のアルカリ性を示す原因である水酸化物イオンと結びついて水になることで、水酸化物イオンが消費されます。すべての水酸化物イオンが反応しきるとアルカリ性が消失するため、溶液の色が赤色から無色へと変化します。

✅ 正解

アンモニアの水溶液は青色、レモンのしぼり汁の水溶液は黄色

アンモニアは水に溶けるとアルカリ性を示す性質があるため、BTB溶液を加えると青色に変化する。一方、レモンのしぼり汁にはクエン酸などの酸が含まれているため、水溶液は酸性を示し、BTB溶液は黄色に変化する。なお、赤色の変化はリトマス紙やフェノールフタレイン溶液で見られる反応であり、BTB溶液では現れない。

✅ 正解

溶液A ＜ 溶液B ＝ 純粋な水

硫酸は強酸性の水溶液であるため、溶液AのpHは7よりもかなり小さい値を示します。硫酸に水酸化バリウム水溶液を加えて中和が完了した溶液Bは中性となるため、pHは7となります。純粋な水も中性でpHは7を示すため、溶液Bと純粋な水の値は等しくなり、酸性である溶液Aが最も小さい値となります。

✅ 正解

バリウムイオンと硫酸イオンが結びつき、水に溶けにくい性質を持つ硫酸バリウムが固体として現れる。

水溶液中では各物質がイオンの状態（Ba²⁺やSO₄²⁻など）でバラバラに存在していますが、特定のイオンの組み合わせ（この場合はバリウムイオンと硫酸イオン）が非常に結びつきやすく、かつ水に溶けにくい性質を持っている場合、それらが結合して固体（沈殿）となります。これが硫酸バリウムの白い沈殿が生じる原理です。塩化ナトリウムなどは水に溶けやすいため、このような沈殿は生じません。

✅ 正解

黄色 → 緑色 → 青色

BTB溶液は、酸性で黄色、中性で緑色、アルカリ性で青色を示す指示薬である。最初は酸性の塩酸が入っているため黄色であり、水酸化ナトリウムを加えていくことで中和が進み、中性（緑色）を経て、最終的にアルカリ性（青色）へと変化する。

✅ 正解

塩酸を加えるにつれてpHの値は次第に小さくなり、中性になったときpHは7となる

pHは水溶液の性質を示す尺度で、7を中性とし、7より大きいほどアルカリ性が強く、7より小さいほど酸性が強いことを表します。アルカリ性の水溶液に酸を加えると、中和反応によって水酸化物イオンが減少していくため、pHの値は徐々に小さくなっていき、完全に中和した中性の状態で7に達します。

✅ 正解

黄色

BTB溶液（ブロモチモールブルー溶液）は、液性によって色が変化する指示薬です。中性では緑色を示しますが、酸性では黄色、アルカリ性では青色に変化する性質があります。水溶液が酸性であるかアルカリ性であるかを瞬時に判断するために非常に重要な知識です。赤色と混同しやすいですが、赤色はリトマス紙やフェノールフタレイン溶液（アルカリ性反応時）で見られる色です。

✅ 正解

pHが3の水溶液は酸性であり、pHが12の水溶液はアルカリ性である。

pHは7を基準（中性）として、それより小さい値が酸性、大きい値がアルカリ性です。pH3は7より小さいため酸性、pH12は7より大きいためアルカリ性と判断できます。酸性の水溶液を水で薄めるとpHは7（中性）に向かって大きくなり、アルカリ性の水溶液に酸を加えると中和反応によってpHは小さくなります。

✅ 正解

直ちに大量の水で長時間洗い流す

強アルカリ性の水溶液は、皮膚の主成分であるタンパク質を腐食させる性質があります。皮膚に付着した際は、薬品を薄めると同時に物理的に取り除くことが最優先されるため、直ちに大量の水で洗い流さなければなりません。「酸で中和する」という方法は、中和反応の際に発生する熱（中和熱）によって皮膚に火傷を負わせる危険があるため、絶対に行ってはいけません。

✅ 正解

中和

酸から生じる水素イオンと、アルカリから生じる水酸化物イオンが結びついて水ができることで、それぞれの性質が打ち消し合います。この化学変化を「中和」と呼び、このとき水とともに「塩（えん）」が生成されます。

✅ 正解

H⁺ + OH⁻ → H₂O

酸の性質の正体である水素イオン（H⁺）と、アルカリの性質の正体である水酸化物イオン（OH⁻）が反応すると、水（H₂O）が生成されて互いの性質を失う。この反応が中和の本質であるため、イオン式では「H⁺ + OH⁻ → H₂O」と書き表される。水素分子（H₂）や酸素分子（O₂）が反応するわけではない点に注意が必要である。

✅ 正解

中和に必要な酸とアルカリの体積比は常に一定であるため、比例計算によって算出できる

酸とアルカリが反応して互いの性質を打ち消し合う現象を中和と呼びます。この反応では、水素イオンと水酸化物イオンが1：1の数の比で反応して水が生成されます。溶液の濃度が一定であれば、特定のイオンの数を含む液体の体積も一定の割合（体積比）に保たれます。したがって、実験で得られた「12立方センチメートル対10立方センチメートル」という基準となる比率は、溶液の量が変わっても比例計算によって適用することが可能です。

✅ 正解

溶液の色は緑色になり、塩化ナトリウムが残る

アルカリ性の水酸化ナトリウム水溶液にBTB溶液を加えると青色を示しますが、塩酸を加えて中和が進み、完全に中性になると溶液の色は緑色に変化します。このとき、液中には中和によって生成された塩化ナトリウムが溶けているため、加熱して水を蒸発させることで、白い固体の塩化ナトリウムを取り出すことができます。

✅ 正解

0.8倍

中和反応では、水素イオンと水酸化物イオンが1：1の個数比で反応して水が生成されます。塩酸10立方センチメートルに含まれる水素イオンの総数と、水酸化ナトリウム水溶液8立方センチメートルに含まれる水酸化物イオンの総数が等しいときに中性となるため、単位体積（1立方センチメートル）あたりのイオンの数は、中和に要した体積比の逆比になります。したがって、塩酸のイオン濃度は水酸化ナトリウム水溶液の8/10倍、つまり0.8倍となります。

✅ 正解

青色リトマス紙が赤色に変化し、フェノールフタレイン液は無色のままである

酸性の水溶液は、青色のリトマス紙を赤色に変える性質を持ちます。また、指示薬の一つであるフェノールフタレイン液はアルカリ性の水溶液に反応して赤色になりますが、酸性や中性の水溶液では無色のまま変化しません。

✅ 正解

中和反応により液温が上昇し、水溶液が青色リトマス紙を赤く変えない中性の状態になっても、電流は流れ続ける。

中和反応は発熱を伴うため液温は上がります。また、塩酸と水酸化ナトリウムの反応によって生じる塩（塩化ナトリウム）は電解質であり、中性になった状態でも水溶液中にはナトリウムイオンと塩化物イオンが存在しています。そのため、中性になっても回路には電流が流れ、豆電球は点灯したままとなります。

✅ 正解

反応によって水が生成されるとともに、バリウムイオンと硫酸イオンが結びついて水に溶けない硫酸バリウムの沈殿となり、溶液中のイオンがほぼ消失するため。

電流が流れるためには溶液中に移動可能なイオンが存在する必要がありますが、この反応ではバリウムイオンと硫酸イオンが結びついて水に溶けない硫酸バリウムの沈殿に変化します。中和点では水酸化物イオンと水素イオンも水になるため、溶液中のイオンがほぼ存在しなくなり、導電性が消失します。

✅ 正解

発生する気体は水素で、フェノールフタレイン溶液は無色のまま変化しない

酸性の水溶液にマグネシウムなどの金属を加えると、化学変化が起こり水素が発生します。また、指示薬であるフェノールフタレイン溶液は、アルカリ性の水溶液に反応して赤色になりますが、酸性や中性の水溶液では無色のまま変化しないという性質があります。

✅ 正解

塩酸がすべて反応し、水酸化ナトリウム水溶液が過剰に残っているためアルカリ性を示している。

BTB溶液が青色を示したということは、その水溶液がアルカリ性であることを意味します。この実験系では、酸性の塩酸にアルカリ性の水酸化ナトリウム水溶液を加えて中和反応を行っており、水溶液がアルカリ性になったのは、加えた水酸化ナトリウムの量が塩酸を完全に中和するのに必要な量を上回り、水溶液中に水酸化物イオンが水素イオンよりも多く存在しているためです。

✅ 正解

ナトリウムイオン、塩化物イオン、水酸化物イオン

塩酸と水酸化ナトリウム水溶液の中和反応では、水素イオンと水酸化物イオンが結びついて水になります。中和に必要な量を超えて水酸化ナトリウム水溶液を過剰に加えた場合、反応する相手となる水素イオンが溶液中に存在しないため、加えられた水酸化物イオンとナトリウムイオンがそのまま溶液中に残ります。また、塩化物イオンは反応に関与しないため、最初から最後まで溶液中に存在し続けます。したがって、溶液中にはナトリウムイオン、塩化物イオン、水酸化物イオンの3種類が存在することになります。

✅ 正解

pHが7より小さいときは酸性を示し、値が小さいほど酸性が強い。

水溶液の液性を表すpHは、0から14までの値で示されます。中心となる7が中性であり、7より小さい値は酸性、7より大きい値はアルカリ性であることを意味します。酸性の度合いが強くなるほど、pHの値は小さくなるという相関関係があります。

✅ 正解

水溶液中に水素イオンが含まれており、液の性質は酸性であると判断できる。

BTB溶液の色が黄色に変化したという事実は、その水溶液が酸性であることを示しています。酸性の正体は、水溶液中に存在する水素イオンの働きによるものです。したがって、黄色の呈色を確認することで、水素イオンの存在と酸性という性質の両方を特定することができます。

✅ 正解

pHの値は7であり、酸性が強くなる

pHは水溶液の酸性やアルカリ性の強さを0から14程度の範囲の数値で表す指標です。中心となるpH7が中性を示し、7より数値が小さくなるほど酸性が強く、7より数値が大きくなるほどアルカリ性が強くなるという性質があります。

✅ 正解

青色から黄色へと変化する

BTB溶液は、アルカリ性で青色、中性で緑色、酸性で黄色を示す指示薬です。水酸化バリウム水溶液はアルカリ性であるため、最初は青色を示します。そこに酸性の硫酸を加えていくと、中和反応が進んで中性の緑色を経由し、硫酸が過剰になると酸性になるため、最終的に黄色へと変化します。

✅ 正解

青色

ＢＴＢ溶液は、水溶液の性質（液性）を色の変化で判断するための指示薬です。酸性のときには黄色、中性のときには緑色、アルカリ性のときには青色を示します。フェノールフタレイン溶液がアルカリ性にのみ反応して赤色になるのと混同しないよう注意が必要です。

✅ 正解

青色

ＢＴＢ溶液は水溶液の性質によって色が変化し、酸性では黄色、中性では緑色、アルカリ性では青色を示す。12立方センチメートルで緑色（中性）になったあと、さらにアルカリ性である水酸化ナトリウム水溶液を追加したため、溶液はアルカリ性へと変化し、色は青色となる。

✅ 正解

性質：酸性、水溶液：塩酸

BTB溶液が黄色を呈するのは、その水溶液が酸性であることを示しています。選択肢に挙げられた水溶液のうち、塩酸は酸性であり、水酸化ナトリウム水溶液はアルカリ性であるため、黄色の変化が見られた場合は酸性の塩酸であると判断できます。

✅ 正解

中和によって水に溶けない固体の塩が生成されるため、液全体が白く濁る。

硫酸と水酸化バリウムの反応は、酸とアルカリが互いの性質を打ち消し合う中和反応です。この過程で生成される硫酸バリウムは水に溶けない白い固体であるため、滴下に伴って液全体が白く濁る様子が観察されます。

✅ 正解

青色リトマス紙につけると、その部分が赤色に変わる

酸性の水溶液には水素イオンが含まれており、このイオンのはたらきによって青色リトマス紙を赤色に変える性質があります。赤色リトマス紙を青色に変えたり、フェノールフタレイン溶液を赤色に変えたり、BTB溶液を青色に変えたりするのは、水酸化物イオンを含むアルカリ性の水溶液に共通する性質です。

✅ 正解

水溶液に電極を入れて電流が流れるかを確認し、マグネシウムを加えると水素が発生する。

電解質とは水に溶けたときに電流を流す物質のことであるため、電極を用いた導電性の確認が有効です。また、塩酸は酸性の性質としてマグネシウムなどの金属を溶かし、水素を発生させるという化学的原理を持っています。

✅ 正解

硫酸に含まれていた硫酸イオンがすべて反応し、使い果たされたため。

硫酸の量が20立方センチメートルと一定であるため、反応できる硫酸イオンの数には上限があります。水酸化バリウム水溶液を45立方センチメートル加えた時点で硫酸イオンがすべてバリウムイオンと反応して硫酸バリウムの沈殿となったため、それ以上バリウムイオンを追加しても反応する相手（硫酸イオン）がおらず、沈殿の量は増加しません。

✅ 正解

水溶液の色が緑色になり、白い沈殿が生じる

BTB溶液は酸性で黄色、中性で緑色、アルカリ性で青色を示します。硫酸と水酸化バリウムの中和反応では、水素イオンと水酸化物イオンから水ができるほか、水溶液中の硫酸イオンとバリウムイオンが反応して、水に溶けにくい硫酸バリウムの白い沈殿が生じます。したがって、中性付近では液は緑色になり、白い濁りが観察されます。

✅ 正解

硫酸に含まれていた硫酸イオンがすべて反応し尽くされたため。

硫酸バリウムの沈殿は、硫酸イオンとバリウムイオンが結びつくことで発生します。ビーカー内の硫酸の量が一定である場合、そこに含まれる硫酸イオンの数にも上限があります。すべての硫酸イオンがバリウムイオンと反応し終えると、それ以上水酸化バリウムを加えても新たに沈殿が作られることはないため、沈殿の質量は一定値で止まります。

✅ 正解

アルカリ性を示しており、溶かした物質は炭酸ナトリウムである

フェノールフタレーン溶液が赤色に変化したことから、その水溶液はアルカリ性であることが分かります。炭酸ナトリウムは水に溶けるとアルカリ性を示す代表的な物質であるため、この組み合わせが正解となります。ちなみに、二酸化炭素は水に溶けると炭酸になり弱酸性を示し、塩化ナトリウムは中性を示すため、いずれもフェノールフタレーン溶液は赤色にはなりません。

✅ 正解

ナトリウムイオンと塩化物イオンが電極に向かって移動し、電気を運ぶから

中和後の水溶液は、食塩水（塩化ナトリウム水溶液）と同じ状態です。電解質が水に溶けると、陽イオンと陰イオンに分かれる「電離」が起こります。電圧をかけると、陽イオンであるナトリウムイオンは陰極へ、陰イオンである塩化物イオンは陽極へとそれぞれ移動することで、液体中を電流が流れる仕組みになっています。中性だからといってイオンが存在しなくなるわけではないことがポイントです。

✅ 正解

青色

赤色のリトマス紙を青色に変える性質を持つ水溶液はアルカリ性です。ＢＴＢ溶液（ブロモチモールブルー溶液）は指示薬の一種で、水溶液の性質によって色が変化します。酸性では黄色、中性では緑色、アルカリ性では青色を示すため、アルカリ性の水溶液に加えると青色に変化します。

✅ 正解

水

酸である硝酸（HNO3）に含まれる水素イオン（H+）と、アルカリである水酸化カリウム（KOH）に含まれる水酸化物イオン（OH-）が結びつくと、水（H2O）が生成されます。この反応は中和と呼ばれ、化学反応式では右辺に硝酸カリウムとともに水が書き入れられます。

✅ 正解

酸性

水溶液の性質はpHの値によって判断され、7を中性として、それより小さい数値を酸性、大きい数値をアルカリ性と呼ぶ。多くの農作物は中性付近の土壌を好むが、土壌が酸性に傾きすぎるとアルミニウムが溶け出して根を傷めるなど、生育に悪影響を及ぼすことがある。

✅ 正解

亜鉛 ＞ 金属X ＞ 金属Y ＞ 銅

電池において、負極（黒い端子側）に接続された金属は正極（赤い端子側）よりもイオンになりやすい性質を持ちます。実験結果1より「亜鉛＞金属X」、結果2より「金属X＞金属Y」、結果3より「金属Y＞銅」というイオン化傾向の順位が導き出されます。これらを統合すると、亜鉛、金属X、金属Y、銅の順にイオンになりやすいことがわかります。

✅ 正解

中和はすでに完了しており、沈殿の質量は1.00gである

硫酸を81立方センチメートル以上加えた際に沈殿の質量が1.00gで一定になっていることから、その時点で水溶液中の水酸化バリウムがすべて反応し、中和が完了したことがわかります。中和完了後は、さらに硫酸を加えても反応する相手がいないため、沈殿である硫酸バリウムの質量は最大値の1.00gから増えることはありません。

✅ 正解

中和：HCl + NaOH → NaCl + H2O

酸とアルカリが反応して互いの性質を打ち消し合う反応を中和といいます。塩酸（HCl）と水酸化ナトリウム（NaOH）の反応では、塩酸の水素イオン（H+）と水酸化ナトリウムの水酸化物イオン（OH-）が結びついて水（H2O）ができ、残った塩素イオン（Cl-）とナトリウムイオン（Na+）が結びついて塩（えん）である塩化ナトリウム（NaCl）が生成されます。

✅ 正解

マグネシウムが溶けて水素が発生し、その気体にマッチの火を近づけると音を立てて燃える。

酸性の水溶液には、マグネシウムや亜鉛などの金属と反応して水素を発生させる性質があります。発生した水素は非常に軽く、火を近づけると音を立てて燃えるという特徴があるため、この性質を利用して発生した気体が水素であることを確かめることができます。酸素や二酸化炭素が発生するという説明は誤りです。

✅ 正解

水溶液中の水素イオンが、加えられた水酸化物イオンと反応して水になり、存在しなくなったため。

金属と反応して水素を発生させるのは、酸の正体である水素イオンです。中和反応では、塩酸由来の水素イオンと水酸化ナトリウム由来の水酸化物イオンが結びついて水になります。水酸化ナトリウムを加え続け、すべての水素イオンが反応して水に変わる（中和点に達する）と、マグネシウムと反応する相手がいなくなるため、気体の発生が止まります。

✅ 正解

水に溶けにくい白色の沈殿である「塩」が生成される。

中和反応において、酸の陰イオンとアルカリの陽イオンが結びついてできる物質を「塩（えん）」と呼ぶ。硫酸バリウムはこの塩の一種であり、水に溶けにくい性質を持つため、反応が進むにつれて液体が白く濁り、やがてビーカーの底に白い沈殿となって溜まる。

✅ 正解

15立方センチメートル加えたときは黄色であり、45立方センチメートル加えたときは青色である

酸性の水溶液にアルカリ性の水溶液を加えていくと、中和反応によって水素イオンが減少していきますが、完全に中性となる30立方センチメートルに達する前（15立方センチメートル）は、まだ水溶液中に水素イオンが残っており酸性を示すため、BTB溶液は黄色となります。一方、中和点を超えてアルカリ性を過剰に加えた状態（45立方センチメートル）では、水溶液の性質がアルカリ性に逆転するため、BTB溶液は青色を示します。このように指示薬は中和点付近での液性の変化を色で視覚化する役割を持ちます。

✅ 正解

電解質

水に溶かしたときに陽イオンと陰イオンに分かれ、電流を流す性質を持つ物質を電解質と呼びます。中和反応で生成される「塩（えん）」の多くは電解質であり、水溶液中ではイオンの状態で存在します。これに対し、砂糖やエタノールのように水に溶けても分子のままで存在し、電流を流さない物質を非電解質と呼びます。

✅ 正解

金属が溶けて水素が発生するため、マッチの火を近づけると音を立てて燃えることを確認する

酸性の水溶液にマグネシウムや亜鉛などの特定の金属を入れると、化学反応が起こり水素が発生します。水素は非常に軽く、燃焼を助ける性質（助燃性）はありませんが、それ自体が非常に燃えやすいため、空気と混ざった状態で火を近づけると「ポッ」と音を立てて燃えるという特徴があります。これによって、発生した気体が水素であることを確かめることができます。

✅ 正解

発熱反応

中和反応は、酸の水素イオンとアルカリの水酸化物イオンが結びついて水が生成される際に熱を放出する性質を持っています。このように、化学変化の際に熱を放出し、周囲や溶液の温度を上げる反応を「発熱反応」と呼びます。

✅ 正解

硫酸バリウム

硫酸と水酸化バリウムの中和反応によって生じる塩（えん）は硫酸バリウムです。この物質は水に非常に溶けにくい性質を持っているため、反応が進むとビーカー内の液体が白く濁り、沈殿となって現れます。

✅ 正解

水溶液が酸性であること

マグネシウムと反応して水素を発生させるのは、酸性の水溶液に含まれる水素イオンです。BTB溶液が黄色を示していることは液がまだ酸性であることを意味し、その間は反応が進みます。液が中性になると、反応に必要な酸の成分がなくなるため、気体の発生が止まります。

✅ 正解

亜鉛が水素よりもイオンになりやすいため、亜鉛が電子を放出して溶け出し、溶液中の水素イオンが電子を受け取って気体になる。

金属には「イオンへのなりやすさ」という性質の違いがあります。亜鉛は水素に比べて陽イオンになりやすい性質を持っているため、塩酸の中では電子を放出して亜鉛イオンとなり、水溶液に溶け出します。このとき放出された電子を、塩酸（塩化水素）が電離して生じていた水素イオンが受け取ることで、水素原子となり、さらに2つ結びついて水素分子（H2）となって発生します。

✅ 正解

硫酸バリウム

硫酸と水酸化バリウムが中和反応を起こすと、水とともに塩（えん）が生成されます。この反応で生じる塩は硫酸バリウムであり、水に極めて溶けにくい性質を持っているため、反応が進むと液中に白い沈殿として現れます。

✅ 正解

水素イオンの数は減少していき、水酸化物イオンは加えられてもすぐに反応して水になるため、ほとんど存在しない状態が続く。

塩酸の中に水酸化ナトリウム水溶液を加えると、加えた水酸化物イオンは液中に元からあった水素イオンと即座に反応して水分子に変わります。このため、水素イオンは消費されて数が減っていきますが、水酸化物イオンは水素イオンが残っているうちは反応によって消えてしまうため、液中にはほとんど存在しません。中和点（緑色）に達した瞬間に水素イオンが完全になくなり、それを超えて滴下を続けると、反応相手を失った水酸化物イオンが液中に増え始めます。

✅ 正解

中和といい、式は HCl + NaOH → NaCl + H2O である。

酸とアルカリが互いの性質を打ち消し合う反応を中和と呼ぶ。塩酸（HCl）と水酸化ナトリウム（NaOH）が反応すると、それぞれのイオンが組み換わり、水（H2O）と塩（えん）である塩化ナトリウム（NaCl）が生成される。逆向きの式は生成物と反応物が逆になっているため誤りである。

✅ 正解

硫酸バリウム

硫酸とうすい水酸化バリウム水溶液の中和反応によって生じる塩（えん）は、硫酸バリウムです。この物質は水に非常に溶けにくいため、反応させるとすぐに白い沈殿となって現れる性質があります。硫酸ナトリウムや塩化バリウムは水に溶けやすいため、沈殿にはなりません。

✅ 正解

七より大きい値になる

水溶液の性質は水素イオン指数（pH）という数値で表され、中性のときはpHが7となります。アルカリ性の水溶液は、水酸化物イオンの濃度が水素イオンの濃度よりも高いため、pHの値は必ず7より大きくなります。逆に、pHが7より小さい場合は酸性であることを示します。

✅ 正解

水溶液は弱いアルカリ性を示し、pHの値は7よりも大きくなる。

炭酸水素ナトリウムは水に溶けると電離し、弱いアルカリ性を示す性質を持っています。pH（水素イオン指数）は、中性が7であり、数値が7より大きくなるほどアルカリ性が強く、7より小さくなるほど酸性が強いことを表すため、アルカリ性である炭酸水素ナトリウム水溶液のpHは7より大きくなります。

✅ 正解

セスキ炭酸ソーダは重曹よりもアルカリ性が強く、酸性の性質を持つ油汚れを中和・分解する力が強いため。

皮脂やキッチンの油汚れは酸性の性質を持っているため、アルカリ性の物質によって中和・乳化させることで落とすことができます。セスキ炭酸ソーダは重曹よりもpHが高く、より強いアルカリ性を示すため、油汚れを分解する力が重曹よりも優れています。一方、重曹は水に溶けにくい性質を活かし、研磨剤として鍋の焦げ落としなどに利用されるのが一般的です。

✅ 正解

HCl + NaOH → NaCl + H2O

塩酸（HCl）の水素イオンと、水酸化ナトリウム（NaOH）の水酸化物イオンが結びつくことで、水（H2O）ができる。残されたナトリウムイオンと塩化物イオンが結びつくことで、塩である塩化ナトリウム（NaCl）が生成される。水素ガスが発生するわけではない点に注意が必要である。

✅ 正解

マグネシウムなどの金属を入れると、化学反応が起こり水素が発生する

酸性の性質を持つ水溶液は、マグネシウムや亜鉛といった金属と反応して気体の水素を発生させる特徴があります。赤色のリトマス紙を青色に変えたり、フェノールフタレイン溶液を赤色に変えたりするのはアルカリ性の性質であり、酸性の場合はpHは7より小さくなります。

✅ 正解

中和

酸性の水溶液に含まれる水素イオン（H⁺）と、アルカリ性の水溶液に含まれる水酸化物イオン（OH⁻）が反応すると、水（H₂O）が生成されます。この反応により、酸とアルカリが互いの性質を打ち消し合う現象を中和と呼びます。

✅ 正解

黄色

BTB溶液は、水溶液の液性を調べるために用いられる指示薬です。もともと中性では緑色をしていますが、酸性の水溶液に加えると黄色に変化し、アルカリ性の水溶液に加えると青色に変化する性質を持っています。うすい硫酸は酸性であるため、溶液の色は黄色となります。

✅ 正解

pHの値が大きくなるほど、洗浄効果が高くなる

水溶液の性質において、pH7は中性を示し、7より数値が大きくなるほどアルカリ性が強くなります。この問題の仮説では「アルカリ性が強くなるほど汚れを落とす効果が高まる」とされているため、アルカリ性の強さを示す指標であるpHの値が大きくなるに従って、洗浄効果も向上すると考えるのが妥当です。

✅ 正解

気体の入った試験管に火のついたマッチを近づけると、音を立てて燃える。

マグネシウムと塩酸の反応で発生する気体は水素です。水素は可燃性の気体であり、空気中の酸素と反応して水ができる際にエネルギーを放出します。試験管にたまった少量の水素に火を近づけると、急激に燃焼して「ポン」という音を立てる性質があるため、これを利用して気体の特定を行います。

✅ 正解

硫酸バリウム

硫酸（H₂SO₄）に含まれる硫酸イオンと、水酸化バリウム（Ba(OH)₂）に含まれるバリウムイオンが反応すると、水に溶けにくい性質を持つ「硫酸バリウム」という塩が生成されます。この塩は水中に沈殿するため、視覚的には白い濁りとして観察されます。

✅ 正解

水溶液は酸性であり、フェノールフタレイン溶液を加えても無色のままである

ＢＴＢ溶液が黄色に変化したことから、その水溶液は酸性であると判断できます。一方、フェノールフタレイン溶液はアルカリ性の水溶液に反応して赤色に変化する指示薬であり、酸性や中性の水溶液では無色透明のまま変化しません。したがって、酸性の水溶液にフェノールフタレイン溶液を加えても色の変化は見られません。

✅ 正解

気体の入った試験管の口にマッチの火を近づけると、音を立てて燃える。

亜鉛とうすい塩酸の反応によって発生した気体は水素です。水素には非常に燃えやすい性質（可燃性）があり、空気中の酸素と結びついて水に変わります。試験管内に少量の空気と混ざった状態で火を近づけると、急激に反応して「ポン」という音を立てて燃えるのが特徴です。線香を激しく燃やすのは酸素の性質であり、石灰水を白く濁らせるのは二酸化炭素の性質です。

✅ 正解

水に溶けにくい白色の物質が生成され、液体全体が白く濁る

水酸化バリウムに含まれるバリウムイオンと、硫酸に含まれる硫酸イオンが結びつくことで、難溶性の塩である硫酸バリウムが生成されます。この微細な固体の粒が液中に分散することで、もともと透明だった水溶液が白く濁って見えるようになります。

✅ 正解

中和反応が進行するとともに、水に溶けにくい性質を持つ物質が生成されるため、液が白く濁る。

硫酸と水酸化バリウムの反応では、中和によって水分子ができると同時に、硫酸バリウムという水に溶けにくい塩が生成されます。この硫酸バリウムは微細な固体として液中に分散するため、光を散乱させて白く濁った状態（沈殿）として観察されます。一度生成された硫酸バリウムの沈殿は、水溶液をさらにアルカリ性にしても再び溶けることはありません。

✅ 正解

酸性

青色のリトマス紙を赤色に変える反応や、金属と反応して水素を発生させる現象は、水溶液中に水素イオンが存在することによって生じる「酸性」特有の共通した性質です。塩酸や硫酸はいずれも水中で電離して水素イオンを生じるため、この性質を示します。

✅ 正解

水酸化ナトリウム水溶液の体積に塩酸の体積が比例する

中和反応では、酸の水素イオンとアルカリの水酸化物イオンが結びついて水が生成される。溶液の濃度が一定である場合、中和に必要な各溶液の体積はそれぞれの溶質の比率に応じて決定されるため、反応する体積比は常に一定となる。例えば、アルカリの体積を2倍、2.5倍に増やせば、それを中和するために必要な酸の体積も2倍、2.5倍と増える比例関係が成立する。

✅ 正解

中和によって水溶液中の水素イオンがほとんどなくなったため

マグネシウムなどの金属が酸と反応して水素を発生させるのは、水溶液中に水素イオンが存在するためです。酸とアルカリが反応する中和が進み、中性になると、水素イオンが水酸化物イオンと結びついて水に変わるため、水素イオンがほとんど存在しなくなります。その結果、マグネシウムとの反応が起こらなくなり、気体の発生が止まります。

✅ 正解

硫酸イオンとバリウムイオンが沈殿となり、水素イオンと水酸化物イオンも水になるため、電流はほとんど流れなくなる

硫酸に含まれる水素イオンと水酸化バリウムに含まれる水酸化物イオンは、中和反応によって水（$H_2O$）になります。同時に、硫酸イオンとバリウムイオンは結びついて水に溶けない硫酸バリウムの沈殿となります。過不足なく反応させた場合、溶液中から移動できるイオンがほとんどなくなるため、電流はほぼ流れなくなります。

✅ 正解

H⁺ + OH⁻ → H₂O

酸の性質の元である水素イオン（H⁺）と、アルカリの性質の元である水酸化物イオン（OH⁻）が結びつくと、互いの性質を打ち消し合って水（H₂O）が生成されます。これが中和反応の正体であり、イオン反応式ではこの水の生成過程を記述します。塩化ナトリウム（NaCl）などは、溶液中に残った陽イオンと陰イオンが結びついてできる「塩」であり、中和の本質である水の生成とは区別して考えます。

✅ 正解

水溶液中に存在していたバリウムイオンがすべて反応し、硫酸バリウムに変化したから。

沈殿の質量が一定になったのは、中和反応が完結したことを意味します。この実験では、最初に用意した水酸化バリウム水溶液に含まれていたバリウムイオンが、加えた硫酸に含まれる硫酸イオンと過不足なく反応してすべて硫酸バリウムの沈殿になったため、これ以上硫酸を加えても新しい沈殿が生じなくなったと考えられます。

✅ 正解

滴下した場所から白い沈殿が広がり、溶液が白く濁る

硫酸を滴下すると、水溶液中のバリウムイオンと硫酸イオンが反応し、水に溶けない硫酸バリウムが生成されます。この物質は白色の固体（沈殿）として現れるため、滴下した箇所から反応が広がり、溶液全体が白く濁って見えるようになります。

✅ 正解

二酸化炭素が溶けた水

BTB溶液が黄色に変化したという結果から、その水溶液が「酸性」であることが分かります。選択肢の中で、水酸化ナトリウムとアンモニアはアルカリ性、食塩（塩化ナトリウム）は中性です。二酸化炭素が水に溶けると炭酸になり、酸性を示すため、BTB溶液を黄色に変える性質を持ちます。

✅ 正解

フェノールフタレイン溶液

フェノールフタレイン溶液は、酸性や中性の水溶液では無色透明ですが、アルカリ性の水溶液に反応すると赤色に変化する性質があります。これを利用することで、水溶液がアルカリ性であることを簡便に確認することができます。ヨウ素液はデンプンの検出に、ベネジクト液は糖の検出に用いられる指示薬です。

✅ 正解

液の色が緑色になったとき、水溶液中の水素イオンと水酸化物イオンが過不足なく反応している。

BTB溶液は、酸性で黄色、中性で緑色、アルカリ性で青色を示します。塩酸（酸性）に水酸化ナトリウム水溶液（アルカリ性）を加えていき、液の色が緑色に変化した瞬間は、水溶液が中性になったことを示します。これは酸の水素イオンとアルカリの水酸化物イオンが過不足なく中和した状態です。青色になるとアルカリ過多、黄色のままだと酸が残っていることを意味します。