蒸留の記録を沸点と成分の違いから説明する
蒸気の温度、集めた液体の成分、測定条件を記した七つの架空の蒸留記録を使う14問と六つの記述課題です。
学年・内容の目安 中学校第1学年「理科」の物質の状態変化を考える補助教材。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。
中学校理科第1分野(2)ア(ウ)㋑「物質の融点と沸点」のうち、沸点の違いと混合物の分離を結び付ける補助教材です。
解説を読む
液体の混合物から出た蒸気を冷やして集めます。最初と後の液体の違いを、温度の記録と成分の測定の両方から読み取りましょう。
必要な予備知識
沸騰では液体から気体になり、蒸気を冷やすと液体になることを知っている。温度や質量の差を計算できること。
- 蒸留では、混合物から出た蒸気を冷やし、液体として集める。
- 同じ圧力で比べると、沸点の違いはどの成分を多く含む蒸気が出やすいかを考える手がかりになる。
- 二つの液体が混ざっているとき、一度集めた液体にも両方の成分が入ることがある。
- 測定した温度がどの場所のものかを確かめ、温度の情報と成分の測定を区別する。
解き方の例
成分が多くなったという測定は、ほかの成分が残っていないことの確認とは異なります。
よくある間違い
- 最初に集まった液体は一つの成分だけだと決める。
- 集めた液体の質量を、特定の成分だけの質量と読み替える。
- 温度計が測った位置を確認せず、蒸気の温度として比べる。
観察と考え方を講師と確かめる
温度、成分量と観察の位置を区別し、記録が支える説明とまだ確かめていないことを書きます。
講師が用意した記録を紙上で読みます。家庭で加熱、蒸留や成分検査を行う指示は含みません。
読む文章・資料
二つの成分の基準
同じ圧力で、液体Aだけを調べた沸点は72 ℃、液体Bだけでは94 ℃でした。AとBの混合物を扱ったとき、最初に集めた液体を調べると、Aの割合は元の混合物より大きく、Bも検出されました。
先の分と後の分を比べる
ある二成分の混合物について、最初の容器に集まる間の蒸気は約80 ℃、後の容器に集まる間は約92 ℃でした。成分Xの割合は最初の容器で70 %、後の容器で35 %と測定しました。
温度計の位置を読む
記録Pでは、集める方へ向かう蒸気が通る位置に温度計の測る部分がありました。記録Qでは、温度計の測る部分が加熱容器の液体に入っていました。二つの記録は同じ種類の混合物を使っています。
冷やすところに着目する
装置図の説明には、加熱容器を出た蒸気が冷やす部分を通り、そこでできた液体が受け取る容器にたまったとあります。受け取る容器に、最初から液体は入っていませんでした。
集めた液体を追加で調べる
初めに集めた液体は透明でした。最初に見た蒸気の温度は78 ℃で、この圧力で純粋な成分Dの沸点に近い値です。集めた液体にもう一つの成分Eが含まれるかは測っていません。
量と割合を別々に記録する
同じ実験で最初の受け取り容器に15 g、後の容器に25 gの液体が集まりました。成分Fの質量の割合は、最初の容器の方が大きいとだけ記録されました。それぞれの容器に入ったFの質量は記録されていません。
比べるための条件をそろえる
実験RとSでは同じ成分の液体を使いました。加熱する前の混合物では、成分Gの割合がRで30 %、Sで60 %でした。RとSでは蒸気の温度を読み始めた時点も異なり、集めた液体の成分量の測定はありません。
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。
自分の答えと記述
確認問題・資料・講師と使う課題
資料：二つの成分の基準
この圧力で、単独で調べたときの沸点が低い成分はどれですか。
- 成分B
- 成分A
- AとBの沸点は等しい
答えと解説
成分A
72 ℃と94 ℃を比べると、Aの沸点の方が低いです。
資料：二つの成分の基準
最初に集めた液体の成分について、測定に合うのはどれですか。
- Bが元の液より多くなり、Aも検出された。
- 受け取った液体には成分Aが入り、成分Bは入っていない。
- Aの割合が元より大きいが、Bも入っている。
答えと解説
Aの割合が元より大きいが、Bも入っている。
測定はAの割合の増加とBの検出を示しています。
資料：先の分と後の分を比べる
最初と後の蒸気の温度の記録には、約何℃の差がありますか。
答えと解説
12
後の約92 ℃から最初の約80 ℃を引くと約12 ℃です。
資料：先の分と後の分を比べる
成分Xの割合についてどの記録を使いますか。
- 二つの容器で成分を調べた70 %と35 %。
- 二つの容器に対応する蒸気の温度差。
- 二回目の蒸気が出たときに記録した約92 ℃の値。
答えと解説
二つの容器で成分を調べた70 %と35 %。
集めた液体の成分の割合は、成分を直接調べた記録を使います。
資料：温度計の位置を読む
受け取る方へ進む蒸気の温度を測った記録はどれですか。
- 液体に測る部分が入ったQ
- 蒸気が通る所で測ったP
- PとQが同じ場所を測った
答えと解説
蒸気が通る所で測ったP
Pの温度計は蒸気が通る場所で測っています。
資料：温度計の位置を読む
PとQの値を比較する前に記録しておきたいのはどれですか。
- 混合物の名前が同じなら、温度計の位置は省く。
- 高い値を蒸気の温度、低い値を加熱中の液体の温度とみなす。
- 蒸気と加熱中の液体のどちらを測った値かを添える。
答えと解説
蒸気と加熱中の液体のどちらを測った値かを添える。
温度計が測る場所が違えば、同じ種類の量の比較にはなりません。
資料：冷やすところに着目する
冷やす部分で起きた変化はどれですか。
- 蒸気が液体になった。
- 液体が蒸気になった。
- 蒸気が固体になった。
答えと解説
蒸気が液体になった。
装置の説明では、蒸気を冷やしたところで液体ができています。
資料：冷やすところに着目する
受け取る容器に液体がたまった道筋はどれですか。
- 受け取る容器にあった液体が蒸発し、加熱容器へ移った。
- 加熱容器を出た蒸気が冷やされ、液体になって流れた。
- 加熱容器の液体がそのまま冷やす部分へ流れた。
答えと解説
加熱容器を出た蒸気が冷やされ、液体になって流れた。
受け取った液体は、加熱容器を出た蒸気が冷やされてできたものです。
資料：集めた液体を追加で調べる
78 ℃という値について、根拠を保った読みはどれですか。
- 沸点がDに近いので、受け取った液体にEは入っていない。
- Eがあるかを測っていないため、Dも含まれていない。
- Dの沸点に近い記録だが、Eの有無は未確認である。
答えと解説
Dの沸点に近い記録だが、Eの有無は未確認である。
沸点に近い値は手がかりです。集めた液体の成分を直接測った記録ではありません。
資料：集めた液体を追加で調べる
Dだけを集めたという判断に必要な確認はどれですか。
- 前後で圧力をそろえたことを確かめ、集めた液体が透明かを確認する。
- 集めた液体の成分を調べ、Eが検出されるか確かめる。
- 受け取る容器に液がたまり始める時刻と、終わるまでの時間を記録する。
答えと解説
集めた液体の成分を調べ、Eが検出されるか確かめる。
Eを含むかという問いには、集めた液体についての成分の測定が対応します。
資料：量と割合を別々に記録する
二つの容器に集まった液体の質量の差は何gですか。
答えと解説
10
後の25 gと最初の15 gの差は10 gです。
資料：量と割合を別々に記録する
どちらの容器にFそのものが多く入ったか決められますか。
- 割合と液体全体の量の両方が必要で、この記録では決められない。
- 後の容器に液体が25 g集まったので、割合に関係なくFは後の容器に多い。
- 最初の容器はFの割合が大きいので、液体の量に関係なくFは最初に多い。
答えと解説
割合と液体全体の量の両方が必要で、この記録では決められない。
液体全体の質量と割合の大小だけでは、容器ごとの成分量を比べられません。
資料：比べるための条件をそろえる
RとSの温度の違いが混合物の割合によるかを比べるには、何をそろえますか。
- 集めた液体を同じ色の容器に入れ、時点はそろえない。
- 温度を読む時点や位置をそろえ、混合物の割合を記録する。
- 両方の温度を同じ値に読み替え、割合の違いを確かめる。
答えと解説
温度を読む時点や位置をそろえ、混合物の割合を記録する。
割合との関係を調べるなら、他の測定条件を比較できるようにします。
資料：比べるための条件をそろえる
示されたRとSの資料で、確認されていないのはどれですか。
- 加熱前の液体が同じ種類の成分からなること。
- 温度を読み始めた時点が異なること。
- それぞれで集まった液体に入ったGの量。
答えと解説
それぞれで集まった液体に入ったGの量。
集めた液体のGの量は調べていません。ほかの二つは本文に示されています。
観察と考え方を講師と確かめる
資料：二つの成分の基準
最初に集めた液体のAとBについて、沸点と成分の記録を結び付けて説明しましょう。
答えと解説
同じ圧力でAの沸点は72 ℃、Bは94 ℃です。最初の液体では、沸点の低いAの割合が元より大きくなりました。Bも検出されたので、Aだけが集まったとはいえません。
成分の割合が変わることと、完全に分かれることを区別します。
- 同じ圧力で沸点がAは72 ℃、Bは94 ℃で、最初の液体ではAの割合が増えたと示す。
- Bも検出されたので、集まったのはAだけとは言えないと示す。
資料：先の分と後の分を比べる
温度と成分の二つの記録を、最初と後に分けて説明しましょう。
答えと解説
最初は蒸気が約80 ℃で、集めた液体のXは70 %でした。後は約92 ℃で、液体のXは35 %でした。温度の違いに加え、集めた液体の成分の割合も変わったといえます。
温度は成分の割合と別の単位で読みます。
- 最初の蒸気は約80 ℃、集めた液体のXは70％と対応させる。
- 後は約92 ℃と35％で、蒸気の温度と液体の成分割合がともに変わったと示す。
資料：温度計の位置を読む
PとQが異なる場所の温度を記録したことが、比較にどう関係するか説明しましょう。
答えと解説
Pは受け取る方へ進む蒸気の温度で、Qは加熱容器に残る液体の温度です。蒸気の温度を比べたいなら、同じ位置を測った資料を用意します。
同じ種類の混合物でも、温度計の位置が違うと同じ記録とはいえません。
- Pは受け取る方へ進む蒸気、Qは加熱容器に残る液体を測ったと区別する。
- 蒸気の温度を比べるなら、同じ場所で測った記録を使うと示す。
資料：冷やすところに着目する
加熱容器を出てから受け取る容器にたまるまで、物質の状態を順に説明しましょう。
答えと解説
加熱容器から出たときは蒸気です。冷やす部分で液体に変わり、その液体が受け取る容器に流れました。
場所と状態の変化を一緒に記録します。
- 加熱容器から出た物質は蒸気で、冷やす部分で液体になると示す。
- 液体に戻った後、受け取る容器へ流れると示す。
資料：集めた液体を追加で調べる
78 ℃という記録が示すことと、Eについて追加で確かめたいことを説明しましょう。
答えと解説
78 ℃はこの圧力での純粋なDの沸点に近い記録です。受け取った液体にEが入っているかは成分を調べるまでは分かりません。
透明という見た目だけで成分の数は決まりません。
- 78 ℃は同じ圧力での純粋なDの沸点に近く、手がかりになると示す。
- Eが入っているかを判断するには、受け取った液体の成分を確かめると示す。
資料：比べるための条件をそろえる
RとSの比較をやり直すとしたら、変える条件とそろえる条件を書きましょう。
答えと解説
加熱前のGの割合を比較する条件として変えます。装置と温度計の位置、どの時点で温度を読むかをそろえ、各回の温度と集めた液体の成分を分けて記録します。
複数の条件が一度に違うと、どの条件による差か判断しにくくなります。
- 変える条件は、加熱前の混合物に占めるGの割合と示す。
- そろえる条件に、蒸気の温度を読み始める時点を挙げる。
ワークシート
学習内容と参考資料
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。
この練習問題を保存ワークシート: 蒸留の記録を沸点と成分の違いから説明する
MomentDesk · https://momentdesk.com/ja/practice/interpret-distillation-records-by-boiling-point-and-composition/
温度、成分量と観察の位置を区別し、記録が支える説明とまだ確かめていないことを書きます。
読む文章・資料
二つの成分の基準
同じ圧力で、液体Aだけを調べた沸点は72 ℃、液体Bだけでは94 ℃でした。AとBの混合物を扱ったとき、最初に集めた液体を調べると、Aの割合は元の混合物より大きく、Bも検出されました。
先の分と後の分を比べる
ある二成分の混合物について、最初の容器に集まる間の蒸気は約80 ℃、後の容器に集まる間は約92 ℃でした。成分Xの割合は最初の容器で70 %、後の容器で35 %と測定しました。
温度計の位置を読む
記録Pでは、集める方へ向かう蒸気が通る位置に温度計の測る部分がありました。記録Qでは、温度計の測る部分が加熱容器の液体に入っていました。二つの記録は同じ種類の混合物を使っています。
冷やすところに着目する
装置図の説明には、加熱容器を出た蒸気が冷やす部分を通り、そこでできた液体が受け取る容器にたまったとあります。受け取る容器に、最初から液体は入っていませんでした。
集めた液体を追加で調べる
初めに集めた液体は透明でした。最初に見た蒸気の温度は78 ℃で、この圧力で純粋な成分Dの沸点に近い値です。集めた液体にもう一つの成分Eが含まれるかは測っていません。
量と割合を別々に記録する
同じ実験で最初の受け取り容器に15 g、後の容器に25 gの液体が集まりました。成分Fの質量の割合は、最初の容器の方が大きいとだけ記録されました。それぞれの容器に入ったFの質量は記録されていません。
比べるための条件をそろえる
実験RとSでは同じ成分の液体を使いました。加熱する前の混合物では、成分Gの割合がRで30 %、Sで60 %でした。RとSでは蒸気の温度を読み始めた時点も異なり、集めた液体の成分量の測定はありません。
資料：二つの成分の基準
この圧力で、単独で調べたときの沸点が低い成分はどれですか。
- 成分B
- 成分A
- AとBの沸点は等しい
途中の計算・単位・理由・確認答え:
資料：二つの成分の基準
最初に集めた液体の成分について、測定に合うのはどれですか。
- Bが元の液より多くなり、Aも検出された。
- 受け取った液体には成分Aが入り、成分Bは入っていない。
- Aの割合が元より大きいが、Bも入っている。
途中の計算・単位・理由・確認答え:
資料：先の分と後の分を比べる
最初と後の蒸気の温度の記録には、約何℃の差がありますか。
途中の計算・単位・理由・確認答え:
資料：先の分と後の分を比べる
成分Xの割合についてどの記録を使いますか。
- 二つの容器で成分を調べた70 %と35 %。
- 二つの容器に対応する蒸気の温度差。
- 二回目の蒸気が出たときに記録した約92 ℃の値。
途中の計算・単位・理由・確認答え:
資料：温度計の位置を読む
受け取る方へ進む蒸気の温度を測った記録はどれですか。
- 液体に測る部分が入ったQ
- 蒸気が通る所で測ったP
- PとQが同じ場所を測った
途中の計算・単位・理由・確認答え:
資料：温度計の位置を読む
PとQの値を比較する前に記録しておきたいのはどれですか。
- 混合物の名前が同じなら、温度計の位置は省く。
- 高い値を蒸気の温度、低い値を加熱中の液体の温度とみなす。
- 蒸気と加熱中の液体のどちらを測った値かを添える。
途中の計算・単位・理由・確認答え:
資料：冷やすところに着目する
冷やす部分で起きた変化はどれですか。
- 蒸気が液体になった。
- 液体が蒸気になった。
- 蒸気が固体になった。
途中の計算・単位・理由・確認答え:
資料：冷やすところに着目する
受け取る容器に液体がたまった道筋はどれですか。
- 受け取る容器にあった液体が蒸発し、加熱容器へ移った。
- 加熱容器を出た蒸気が冷やされ、液体になって流れた。
- 加熱容器の液体がそのまま冷やす部分へ流れた。
途中の計算・単位・理由・確認答え:
資料：集めた液体を追加で調べる
78 ℃という値について、根拠を保った読みはどれですか。
- 沸点がDに近いので、受け取った液体にEは入っていない。
- Eがあるかを測っていないため、Dも含まれていない。
- Dの沸点に近い記録だが、Eの有無は未確認である。
途中の計算・単位・理由・確認答え:
資料：集めた液体を追加で調べる
Dだけを集めたという判断に必要な確認はどれですか。
- 前後で圧力をそろえたことを確かめ、集めた液体が透明かを確認する。
- 集めた液体の成分を調べ、Eが検出されるか確かめる。
- 受け取る容器に液がたまり始める時刻と、終わるまでの時間を記録する。
途中の計算・単位・理由・確認答え:
資料：量と割合を別々に記録する
二つの容器に集まった液体の質量の差は何gですか。
途中の計算・単位・理由・確認答え:
資料：量と割合を別々に記録する
どちらの容器にFそのものが多く入ったか決められますか。
- 割合と液体全体の量の両方が必要で、この記録では決められない。
- 後の容器に液体が25 g集まったので、割合に関係なくFは後の容器に多い。
- 最初の容器はFの割合が大きいので、液体の量に関係なくFは最初に多い。
途中の計算・単位・理由・確認答え:
資料：比べるための条件をそろえる
RとSの温度の違いが混合物の割合によるかを比べるには、何をそろえますか。
- 集めた液体を同じ色の容器に入れ、時点はそろえない。
- 温度を読む時点や位置をそろえ、混合物の割合を記録する。
- 両方の温度を同じ値に読み替え、割合の違いを確かめる。
途中の計算・単位・理由・確認答え:
資料：比べるための条件をそろえる
示されたRとSの資料で、確認されていないのはどれですか。
- 加熱前の液体が同じ種類の成分からなること。
- 温度を読み始めた時点が異なること。
- それぞれで集まった液体に入ったGの量。
途中の計算・単位・理由・確認答え:
観察と考え方を講師と確かめる
ここからは講師と確認する記述問題です。自動採点の点数には含みません。
資料：二つの成分の基準
最初に集めた液体のAとBについて、沸点と成分の記録を結び付けて説明しましょう。
資料：先の分と後の分を比べる
温度と成分の二つの記録を、最初と後に分けて説明しましょう。
資料：温度計の位置を読む
PとQが異なる場所の温度を記録したことが、比較にどう関係するか説明しましょう。
資料：冷やすところに着目する
加熱容器を出てから受け取る容器にたまるまで、物質の状態を順に説明しましょう。
資料：集めた液体を追加で調べる
78 ℃という記録が示すことと、Eについて追加で確かめたいことを説明しましょう。
資料：比べるための条件をそろえる
RとSの比較をやり直すとしたら、変える条件とそろえる条件を書きましょう。
解答: 蒸留の記録を沸点と成分の違いから説明する
成分A
72 ℃と94 ℃を比べると、Aの沸点の方が低いです。
Aの割合が元より大きいが、Bも入っている。
測定はAの割合の増加とBの検出を示しています。
12
後の約92 ℃から最初の約80 ℃を引くと約12 ℃です。
二つの容器で成分を調べた70 %と35 %。
集めた液体の成分の割合は、成分を直接調べた記録を使います。
蒸気が通る所で測ったP
Pの温度計は蒸気が通る場所で測っています。
蒸気と加熱中の液体のどちらを測った値かを添える。
温度計が測る場所が違えば、同じ種類の量の比較にはなりません。
蒸気が液体になった。
装置の説明では、蒸気を冷やしたところで液体ができています。
加熱容器を出た蒸気が冷やされ、液体になって流れた。
受け取った液体は、加熱容器を出た蒸気が冷やされてできたものです。
Dの沸点に近い記録だが、Eの有無は未確認である。
沸点に近い値は手がかりです。集めた液体の成分を直接測った記録ではありません。
集めた液体の成分を調べ、Eが検出されるか確かめる。
Eを含むかという問いには、集めた液体についての成分の測定が対応します。
10
後の25 gと最初の15 gの差は10 gです。
割合と液体全体の量の両方が必要で、この記録では決められない。
液体全体の質量と割合の大小だけでは、容器ごとの成分量を比べられません。
温度を読む時点や位置をそろえ、混合物の割合を記録する。
割合との関係を調べるなら、他の測定条件を比較できるようにします。
それぞれで集まった液体に入ったGの量。
集めた液体のGの量は調べていません。ほかの二つは本文に示されています。
記述問題の解答・確認の観点
資料：二つの成分の基準
最初に集めた液体のAとBについて、沸点と成分の記録を結び付けて説明しましょう。
同じ圧力でAの沸点は72 ℃、Bは94 ℃です。最初の液体では、沸点の低いAの割合が元より大きくなりました。Bも検出されたので、Aだけが集まったとはいえません。
成分の割合が変わることと、完全に分かれることを区別します。
- 同じ圧力で沸点がAは72 ℃、Bは94 ℃で、最初の液体ではAの割合が増えたと示す。
- Bも検出されたので、集まったのはAだけとは言えないと示す。
資料：先の分と後の分を比べる
温度と成分の二つの記録を、最初と後に分けて説明しましょう。
最初は蒸気が約80 ℃で、集めた液体のXは70 %でした。後は約92 ℃で、液体のXは35 %でした。温度の違いに加え、集めた液体の成分の割合も変わったといえます。
温度は成分の割合と別の単位で読みます。
- 最初の蒸気は約80 ℃、集めた液体のXは70％と対応させる。
- 後は約92 ℃と35％で、蒸気の温度と液体の成分割合がともに変わったと示す。
資料：温度計の位置を読む
PとQが異なる場所の温度を記録したことが、比較にどう関係するか説明しましょう。
Pは受け取る方へ進む蒸気の温度で、Qは加熱容器に残る液体の温度です。蒸気の温度を比べたいなら、同じ位置を測った資料を用意します。
同じ種類の混合物でも、温度計の位置が違うと同じ記録とはいえません。
- Pは受け取る方へ進む蒸気、Qは加熱容器に残る液体を測ったと区別する。
- 蒸気の温度を比べるなら、同じ場所で測った記録を使うと示す。
資料：冷やすところに着目する
加熱容器を出てから受け取る容器にたまるまで、物質の状態を順に説明しましょう。
加熱容器から出たときは蒸気です。冷やす部分で液体に変わり、その液体が受け取る容器に流れました。
場所と状態の変化を一緒に記録します。
- 加熱容器から出た物質は蒸気で、冷やす部分で液体になると示す。
- 液体に戻った後、受け取る容器へ流れると示す。
資料：集めた液体を追加で調べる
78 ℃という記録が示すことと、Eについて追加で確かめたいことを説明しましょう。
78 ℃はこの圧力での純粋なDの沸点に近い記録です。受け取った液体にEが入っているかは成分を調べるまでは分かりません。
透明という見た目だけで成分の数は決まりません。
- 78 ℃は同じ圧力での純粋なDの沸点に近く、手がかりになると示す。
- Eが入っているかを判断するには、受け取った液体の成分を確かめると示す。
資料：比べるための条件をそろえる
RとSの比較をやり直すとしたら、変える条件とそろえる条件を書きましょう。
加熱前のGの割合を比較する条件として変えます。装置と温度計の位置、どの時点で温度を読むかをそろえ、各回の温度と集めた液体の成分を分けて記録します。
複数の条件が一度に違うと、どの条件による差か判断しにくくなります。
- 変える条件は、加熱前の混合物に占めるGの割合と示す。
- そろえる条件に、蒸気の温度を読み始める時点を挙げる。