金属とイオンの反応を観察から比較する

金属板、金属イオンを含む水溶液、比較の条件を表した七つの架空の資料で、14問と六つの記述課題に取り組みます。

学年・内容の目安 中学校第3学年。授業の復習や教材の準備に使えます。公開教材の利用条件を確認し、年少の生徒には講師が紙の教材を用意します。

学習用の練習の使い方

学習内容や既習事項に合わせて使う独自の練習です。文部科学省の認定教材や、教科書・入試の全範囲を網羅する教材ではありません。

解説を読む

入れた金属がイオンになる変化と、もともと水溶液にあったイオンが金属になる変化を分けます。反応が見えた組と見えなかった組から、どこまで比べられるか考えましょう。

必要な予備知識

金属原子と陽イオン、電子の出入り、溶液中に残る粒子を区別できること。

  1. 金属が電子を失うと陽イオンになり、金属イオンが電子を受け取ると金属になる。
  2. 一方の金属がイオンになり、もう一方の金属イオンが金属になる反応では、出た電子と受け取った電子の数を対応させる。
  3. 金属のイオンへのなりやすさを比べるときは、入れた金属、溶液にあったイオン、新しくできた金属を区別する。
  4. 変化が見えないことから言えるのは、調べた条件と測れる範囲まで。

解き方の例

金属Xが減り、そのイオンが溶液中に増え、溶液にあったYのイオンからYの金属ができたと分かれば、二つの金属の変化をそれぞれ説明できます。

よくある間違い

  • 新しくできた金属を、初めに入れた板そのものと考える。
  • 色が変わっただけで、できた物質の名前を決める。
  • 一組で変化が見えなかった結果を、別の組や条件に広げる。

観察と考え方を講師と確かめる

反応に使った金属と溶液、増減したイオン、新しくできた金属を記録に対応させます。

紙上の比較です。薬品の扱い、反応の速さの予測や、あらゆる条件での反応を扱いません。

文部科学省:中学校学習指導要領解説 理科編

読む文章・資料

鉄と銅イオンの観察

鉄Feの板を銅イオンCu²⁺を含む水溶液に入れた記録です。板に赤みのある固体がつき、その固体は銅Cuと確かめました。水溶液には鉄イオンFe²⁺が増えました。

亜鉛と銅イオンのモデル

亜鉛Znを銅イオンCu²⁺を含む水溶液に入れると、亜鉛イオンZn²⁺が増え、銅ができました。この資料ではZnが電子二個分を失い、Cu²⁺がその二個分を受け取ると表します。

入れる金属と溶液を逆にする

液の濃度、温度、板の大きさと観察時間をそろえました。記録Cは亜鉛の板と銅イオンを含む水溶液で、新しい銅が見つかりました。記録Dは銅の板と亜鉛イオンを含む水溶液で、同じ時間の観察では新しい金属を検出できませんでした。

マグネシウムと鉄イオン

マグネシウムMgを鉄イオンFe²⁺を含む水溶液に入れたモデルです。Mg²⁺が増え、金属の鉄Feができました。ここではMgとFeの変化だけに注目します。

銅と銀イオンの個数を比べる

銅Cuを銀イオンAg⁺を含む水溶液に入れた反応を考えます。Cu一個分がCu²⁺になると、電子二個分を失います。Ag⁺一個分は電子一個分を受け取り、銀Ag一個分になります。

色だけの記録と成分を調べた記録

試料Fは、金属板の表面が暗く見えたという記録だけです。試料Gは別の金属板に固体ができ、その固体は銅と確かめました。Fでは、新しくできた固体の成分も、溶液中のイオンの変化も調べていません。

二つの組の比較と未測定の組

同じ比較条件で、マグネシウムと亜鉛イオンの組では亜鉛ができ、亜鉛と銅イオンの組では銅ができました。鉄を使う組は調べていません。

練習する

選択問題では答えを一つ選び、数値問題では指定された単位で数だけを入力します。観察の根拠や途中の計算は、記述課題で講師と確認します。

入力した答えは、ページを再読み込みするか離れるまで、このページのメモリ上に保持されます。保存済みの下書き、アカウントの成績、自動の宿題提出は作成されません。

確認問題・資料・講師と使う課題

  1. 資料:鉄と銅イオンの観察

    初めに入れた鉄の一部はどうなりましたか。

    • 水溶液中のFe²⁺になった。
    • 水溶液中のCu²⁺に変わった。
    • 板の上で銅Cuに変わった。
    答えと解説

    水溶液中のFe²⁺になった。

    初めの鉄Feは水溶液中の鉄イオンFe²⁺になりました。銅はもともとのCu²⁺からできます。

  2. 資料:鉄と銅イオンの観察

    板についた銅はどこから来たと考えますか。

    • 板を作っていた鉄原子から来た。
    • 水溶液にあった銅イオンから来た。
    • 水溶液に増えた鉄イオンから来た。
    答えと解説

    水溶液にあった銅イオンから来た。

    反応前に水溶液にあったCu²⁺が電子を受け取り、銅Cuになりました。

  3. 資料:亜鉛と銅イオンのモデル

    電子を失った側と受け取った側の組はどれですか。

    • 失ったのはCu²⁺、受け取ったのはZn。
    • 失ったのはZn²⁺、受け取ったのはCu。
    • 失ったのはZn、受け取ったのはCu²⁺。
    答えと解説

    失ったのはZn、受け取ったのはCu²⁺。

    ZnはZn²⁺になるとき電子を失い、Cu²⁺はCuになるときその電子を受け取ります。

  4. 資料:亜鉛と銅イオンのモデル

    反応後に増えた陽イオンと、できた金属の組はどれですか。

    • Zn²⁺とCu
    • Cu²⁺とZn
    • Zn²⁺とZn
    答えと解説

    Zn²⁺とCu

    亜鉛がイオンになってZn²⁺が増え、銅イオンから金属のCuができます。

  5. 資料:入れる金属と溶液を逆にする

    CとDの観察結果を分けて書いたのはどれですか。

    • どちらの組でも新しい亜鉛を検出した。
    • Cでは銅ができ、Dでは新しい金属を検出できなかった。
    • Cでは何も検出せず、Dでは銅ができた。
    答えと解説

    Cでは銅ができ、Dでは新しい金属を検出できなかった。

    亜鉛の板を入れたCで銅が見つかりました。逆の組Dでは新しい金属を検出できませんでした。

  6. 資料:入れる金属と溶液を逆にする

    CとDからイオンへのなりやすさを考えると、根拠に合うのはどれですか。

    • 銅板を使う方で亜鉛ができ、銅がイオンになりやすいと考える。
    • この比較ではCとDが同じ結果で、亜鉛と銅のイオンへのなりやすさも等しいと考える。
    • この比較では亜鉛の方が銅よりイオンになりやすいと考える。
    答えと解説

    この比較では亜鉛の方が銅よりイオンになりやすいと考える。

    亜鉛は銅イオンの溶液でイオンになりました。逆の組では新しい金属を検出できなかったことも合わせて考えます。

  7. 資料:マグネシウムと鉄イオン

    Fe²⁺がFeになるときの変化はどれですか。

    • 電子を受け取り、金属の鉄になる。
    • 電子を失って、Mg²⁺になる。
    • 電子の数を保ったまま、金属の鉄になる。
    答えと解説

    電子を受け取り、金属の鉄になる。

    Fe²⁺が電子を受け取ると、電気的に中性な金属のFeになります。

  8. 資料:マグネシウムと鉄イオン

    Mg²⁺はどの変化で増えますか。

    • Fe²⁺が電子を受け取ってMg²⁺になる。
    • Mgが電子を失ってMg²⁺になる。
    • Mgが電子を受け取ってMg²⁺になる。
    答えと解説

    Mgが電子を失ってMg²⁺になる。

    金属のMgは電子を失い、正の電荷を持つMg²⁺になります。

  9. 資料:銅と銀イオンの個数を比べる

    Cu一個分がCu²⁺になるときの電子で、Ag⁺は何個分がAgになりますか。

    答えと解説

    2

    Cuから電子二個分が出て、Ag⁺一個分は電子一個分を受け取るため、Ag⁺は二個分です。

  10. 資料:銅と銀イオンの個数を比べる

    電子の数が合うように表したのはどれですか。

    • Cu一個分が電子一個分を放出し、その電子を水溶液中のAg⁺一個分が受け取る。
    • Cu二個分が合わせて電子二個分を出し、その二個分をAg⁺一個分が受け取る。
    • Cu一個分が電子二個分を出し、Ag⁺二個分が一個分ずつ受け取る。
    答えと解説

    Cu一個分が電子二個分を出し、Ag⁺二個分が一個分ずつ受け取る。

    Cu一個分の変化で電子二個分が出ます。二個分のAg⁺がそれぞれ一個分ずつ受け取ります。

  11. 資料:色だけの記録と成分を調べた記録

    FとGについて記録から確かめられたことはどれですか。

    • Gの固体は銅と確かめたが、Fで新しい物質ができたかは未確認。
    • Gの固体は銅と確かめられたが、暗くなったFでも同じ固体ができたと分かる。
    • Gで見つかった銅の結果を当てはめると、Fの固体も銅と判定できる。
    答えと解説

    Gの固体は銅と確かめたが、Fで新しい物質ができたかは未確認。

    Gは成分を確かめました。Fでは見え方を記録しただけなので、銅ができたとは言えません。

  12. 資料:色だけの記録と成分を調べた記録

    Fで銅が新しくできたかを判断するには何が必要ですか。

    • 板の色をもう一度文章に書くこと。
    • 板に新しくついた物質があるかと、その成分を確かめること。
    • 同じ形の板を使った別の記録の題名。
    答えと解説

    板に新しくついた物質があるかと、その成分を確かめること。

    色の情報だけでは足りないため、新しい物質の有無や成分の確認が必要です。

  13. 資料:二つの組の比較と未測定の組

    二つの組でできた金属の対応はどれですか。

    • 最初の組は銅、次の組は亜鉛。
    • 最初の組はマグネシウム、次の組は銅。
    • 最初の組は亜鉛、次の組は銅。
    答えと解説

    最初の組は亜鉛、次の組は銅。

    亜鉛イオンを含む組で亜鉛が、銅イオンを含む組で銅が見つかりました。

  14. 資料:二つの組の比較と未測定の組

    鉄についてこの資料から言えるのはどれですか。

    • 鉄を使った記録がないので、この資料だけで鉄の位置は決められない。
    • 鉄の記録がないので、この資料から鉄は亜鉛よりイオンになりやすいと分かる。
    • 鉄の記録がないので、どの溶液に入れても反応しない。
    答えと解説

    鉄を使った記録がないので、この資料だけで鉄の位置は決められない。

    観察した組に鉄は含まれていません。鉄とほかの金属を比べるには、鉄を使った比較が必要です。

観察と考え方を講師と確かめる

資料:鉄と銅イオンの観察

鉄の板と水溶液中の銅イオンに、それぞれどんな変化が起きたか説明しましょう。

答えと解説

鉄の一部はFe²⁺になって水溶液へ移ります。水溶液にあったCu²⁺は銅Cuになって板につきました。

増えたイオンと、新しくできた金属を分けます。

  • 鉄FeがFe²⁺になり、水溶液に増えたことを示す。
  • 水溶液のCu²⁺が銅Cuになり、板についたことを示す。

資料:亜鉛と銅イオンのモデル

亜鉛と銅イオンの間で、電子を失う側と受け取る側を説明しましょう。

答えと解説

Znが電子二個分を失い、Zn²⁺になります。Cu²⁺が電子二個分を受け取り、Cuになります。

電子がどちらからどちらへ移るかを対応させます。

  • ZnからZn²⁺になる側で電子二個分が出ると示す。
  • Cu²⁺がその電子を受け取ってCuになると示す。

資料:入れる金属と溶液を逆にする

CとDの二つの観察を使って、イオンへのなりやすさを説明しましょう。

答えと解説

Cでは亜鉛を銅イオンの水溶液に入れると銅が見つかり、Dでは逆の組で新しい金属を検出できませんでした。この比較では亜鉛の方が銅よりイオンになりやすいと考えます。

検出できなかった記録は、今回の条件での観察です。

  • CとDの観察を区別して示す。
  • 調べた比較から、亜鉛の方が銅よりイオンになりやすいと結び付ける。

資料:マグネシウムと鉄イオン

マグネシウムと鉄の両方について、反応前後の粒子と電子の変化を示しましょう。

答えと解説

Mgは電子を失ってMg²⁺になり、Fe²⁺は電子を受け取って金属のFeになります。

一方の金属と、もう一方の金属イオンを同じ粒子と扱いません。

  • 金属のMgが電子を失い、Mg²⁺になると示す。
  • Fe²⁺が電子を受け取って金属のFeになると示す。

資料:銅と銀イオンの個数を比べる

Cu一個分の反応でAgが何個分できるか、電子の数を使って説明しましょう。

答えと解説

Cu一個分がCu²⁺になると電子二個分が出ます。Ag⁺は一個分につき電子一個分を受け取るので、Ag⁺二個分からAgが二個分できます。

金属の個数と電子の個数は、式と電荷を照らして数えます。

  • Cu一個分から電子二個分が出ると示す。
  • Ag⁺一個分が電子一個分を受け取るので、Agは二個分できると示す。

資料:色だけの記録と成分を調べた記録

FとGで観察の根拠の強さがどう違うか、Fで追加する確認とともに説明しましょう。

答えと解説

Fは表面が暗く見えただけで、新しくできた物質は調べていません。Gでは固体を銅と確かめました。Fでも新しい固体があるかと、その成分を確認します。

見え方の変化と物質の確認を分けます。

  • Fは見え方のみ、Gは新しい固体の成分の確認まであると区別する。
  • Fで追加する確認に、新しい固体の有無や成分を挙げる。

ワークシート

印刷用PDFを教材としてアップロード · 宿題に添付

学習内容と参考資料

日本の学習指導要領

中学校理科第1分野(6)ア(イ)㋐「金属イオン」に関連する観察とモデルの補助教材です。 · 2026-11-08

学習内容と参考資料

文部科学省 · 冊子61–62ページ。金属を電解質水溶液に入れたときの観察と、イオンへのなりやすさ。

授業・宿題・次の記録につなげる

観察や測定の結果をもとに、生徒が何を根拠に考えたかを一緒に確かめましょう。印刷する場合は、生徒用には解答を付けず、講師用には解答と記述課題の評価の目安を付けます。年少の生徒には講師が紙の教材を用意します。生徒用のログインを使う場合は、利用条件と同意の手順を確認してください。

講師の方へ

教材にリンクを保存し、必要なときに生徒と共有できます。

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