温度と溶解度のグラフから析出を考える
架空の二物質の溶解度曲線と七つの記録を使い、溶解の限度、結晶の質量と測定の範囲を考える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」の水溶液と再結晶を考える補助教材。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(イ)㋐「水溶液」のうち、溶解度曲線を使って溶質を取り出す変化を考える補助教材です。
解説を読む
温度によって、水にとける物質の限度は変わります。グラフの縦軸が水100 g当たりであることを確かめ、冷やしたり水が減ったりしたときの変化を考えましょう。
必要な予備知識
水100 g当たりの量、割合、小数とグラフを読みます。
- この図の溶解度は、その温度で水100 gにとける溶質の最大の質量を表す。
- 水の質量が半分なら、その温度でとける最大の質量も半分になる。
- 冷やしたあとの溶解度が小さくなると、とけていた量から新しい限度を引いた分だけ結晶として出る場合がある。
- この教材では、指定がある場合以外は、水の蒸発や物質を取り出すときの損失を無視し、十分に時間がたってから比べる。
解き方の例
ある物質が水100 gに50 gまでとける温度なら、同じ温度の水50 gには25 gまでとけます。
よくある間違い
- 水溶液全体の質量を、水だけの質量として使う。
- 温度が下がった分だけ、同じ数のgが結晶になると考える。
- 温度が変わっても、水の量が同じなら溶解度も同じと考える。
観察と考え方を講師と確かめる
温度、水だけの質量、とける限度を明らかにします。記述では溶液に残る量と、結晶として出る量を分けます。
図で示した範囲の架空の記録を使います。実在の物質名や、測定していない温度での厳密な値は求めません。
読む文章・資料
溶解度の曲線から値を読む
図は水100 gにとける物質AとBの最大の質量です。20、40、60、80 ℃で、Aは順に24、38、60、92 g、Bは順に34、36、38、40 gまでとけます。
冷やして結晶を出す
60 ℃の水100 gに物質Aが60 gとけています。水の量を変えず20 ℃まで冷やし、十分に待ちました。20 ℃では水100 gにAが24 gまでとけます。
水50 gでとける限度を考える
40 ℃で水100 gに物質Aは38 gまでとけます。同じ温度の水50 gに、物質Aを25 g入れて十分に混ぜました。
水が200 gあるとき
20 ℃の水200 gに物質Aが40 gとけています。この温度の水100 gにはAが24 gまでとけます。温度と水の量はそのままです。
二つの物質を別々に冷やす
60 ℃で、物質AとBを別々に水100 gに限度までとかしました。60 ℃の溶解度はAが60 g、Bが38 gです。20 ℃ではAが24 g、Bが34 gです。どちらも水を減らさずに20 ℃まで冷やします。
温度は一定で水だけが減る
40 ℃で物質Aは水100 gに38 gまでとけます。この温度で水100 gにAを38 gとかし、水だけが蒸発して75 gになりました。温度は40 ℃で変わりません。
測った温度の間の値を考える
物質Aは40 ℃で38 g、60 ℃で60 gまで水100 gにとけました。図では40 ℃から60 ℃にかけてなめらかに増えます。50 ℃で実際に測った値はありません。
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：溶解度の曲線から値を読む
60 ℃の水100 gに、物質Aは何gまでとけますか。
答えと解説
60
横軸の60 ℃で、Aの曲線の値は60 gです。
資料：溶解度の曲線から値を読む
40 ℃で、水100 gにとける最大の質量が大きいのはどちらですか。
- 物質B
- 物質A
- 両方が等しい
答えと解説
物質A
40 ℃でAは38 g、Bは36 gです。
資料：冷やして結晶を出す
冷やしたあとに、Aは水に何gまでとけたままですか。
答えと解説
24
20 ℃の水100 gにとける限度は24 gです。
資料：冷やして結晶を出す
20 ℃まで冷やすと、Aの結晶は何g出ますか。
答えと解説
36
60 gのうち24 gがとけたままなので、60−24＝36 gが結晶として出ます。
資料：水50 gでとける限度を考える
40 ℃の水50 gに、Aは何gまでとけますか。
答えと解説
19
水100 gで38 gまでとけるので、水50 gではその半分の19 gです。
資料：水50 gでとける限度を考える
25 g入れたAのうち、とけずに残るのは何gですか。
答えと解説
6
とけるのは19 gなので、25−19＝6 gが残ります。
資料：水が200 gあるとき
20 ℃の水200 gに40 gとけている状態はどれですか。
- さらにAをとかす余地がある。
- Aは限度までとけている。
- すでに水にとける限度を超えている。
答えと解説
さらにAをとかす余地がある。
水200 gでは24×2＝48 gまでとけます。40 gは限度に達していません。
資料：水が200 gあるとき
この状態から、あと何gのAをとかせますか。
答えと解説
8
限度48 gから、すでにとけている40 gを引きます。
資料：二つの物質を別々に冷やす
60 ℃から20 ℃まで冷やすと、どちらの結晶が多く出ますか。
- 物質B
- 物質A
- 同じ質量になる
答えと解説
物質A
Aは60−24＝36 g、Bは38−34＝4 gが結晶になります。
資料：二つの物質を別々に冷やす
冷やしたときに出るBの結晶は何gですか。
答えと解説
4
最初の38 gから、20 ℃でとけたままの34 gを引きます。
資料：温度は一定で水だけが減る
水が75 gになったあと、その水にとけるAの最大の質量はどうなりますか。
- 温度が同じなので変わらない。
- 水が減ったので大きくなる。
- 水が減ったので小さくなる。
答えと解説
水が減ったので小さくなる。
水100 g当たりの値は同じですが、水の質量が減ると全体でとける量は減ります。
資料：温度は一定で水だけが減る
水が75 gになったとき、Aの結晶は何g出ますか。
答えと解説
9.5
75 gの水には38×0.75＝28.5 gとけます。38−28.5＝9.5 gが結晶になります。
資料：測った温度の間の値を考える
50 ℃で水100 gにとけるAの最大の質量は、どの範囲ですか。
- 38 gより大きく、60 gより小さい。
- 38 gより小さい。
- 60 gより大きい。
答えと解説
38 gより大きく、60 gより小さい。
40 ℃から60 ℃で値は増えるので、途中の50 ℃の値は38 gと60 gの間です。
資料：測った温度の間の値を考える
50 ℃について、今回の記録で言えることはどれですか。
- 40 ℃と60 ℃の平均の49 gと測った。
- 曲線の範囲は読めるが、50 ℃の実測値はない。
- 60 ℃の値をそのまま50 ℃の実測値にできる。
答えと解説
曲線の範囲は読めるが、50 ℃の実測値はない。
図から間の範囲を読めますが、50 ℃で実測した記録はありません。
観察と考え方を講師と確かめる
資料：溶解度の曲線から値を読む
40 ℃のAとBの溶解度を図から読み、どちらが多くとけるか説明しましょう。
答えと解説
40 ℃で図を縦に見ると、Aは38 g、Bは36 gです。水100 g当たりで比べると、Aの方が2 g多くとけます。
線の位置と縦軸の単位を確認します。
- 図の40 ℃の位置を読み、水100 g当たりAは38 g、Bは36 gと示す。
- 同じ温度と水の量で、Aが2 g多くとけると比べる。
資料：冷やして結晶を出す
冷やしたあと、水にとけたままのAと結晶になったAを分けましょう。
答えと解説
最初にとけていたAは60 gです。20 ℃では24 gまでとけるので、水に24 g残り、差の36 gが結晶になります。
結晶の質量は初めの量から冷却後の限度を引いて求めます。
- 冷やす前にAは60 gとけ、20 ℃では24 gまでとけたままと示す。
- 60 gと24 gの差の36 gが結晶になると示す。
資料：水50 gでとける限度を考える
水50 gでの限度を求め、Aを25 g入れたときの状態を説明しましょう。
答えと解説
水50 gは100 gの半分なので、40 ℃ではAが38÷2＝19 gまでとけます。25 gのうち19 gがとけ、6 gがとけずに残ります。
溶解度の数字は、水50 gの値ではありません。
- 水50 gは基準の半分なので、40 ℃での限度を19 gと求める。
- 加えた25 gとの差の6 gはとけずに残ると示す。
資料：水が200 gあるとき
水200 gにAが40 gとけているとき、限度まであとどれだけか説明しましょう。
答えと解説
20 ℃で水200 gには24×2＝48 gまでとけます。今は40 gなので、48−40＝8 gまで追加でとかせます。
水の質量が二倍なので、とける限度も二倍になります。
- 20 ℃で水200 gにとける限度を48 gと求める。
- 今とけている40 gを引き、追加できる量は8 gと示す。
資料：二つの物質を別々に冷やす
冷やして取り出す結晶の質量をAとBで比べ、違いが生じる理由を説明しましょう。
答えと解説
Aは60−24＝36 g、Bは38−34＝4 gが結晶になります。同じ温度の下がり方でも、Aの方が溶解度の下がる幅が大きいからです。
冷却前後の差を同じ水100 gで比べます。
- Aは36 g、Bは4 gが結晶になると、溶解度の差から求める。
- 同じ温度の下がり方でも、Aの溶解度の下がる幅が大きいと示す。
資料：温度は一定で水だけが減る
温度が同じでも、水を減らすと結晶が出る理由を説明しましょう。
答えと解説
水100 g当たりの溶解度は38 gで同じです。水が75 gに減ると28.5 gまでしかとけないため、初めの38 gとの差の9.5 gが結晶になります。
溶解度の値と、実際の水の量でとける限度を分けます。
- 温度が同じなので水100 g当たりの溶解度は38 gのままと示す。
- 水75 gでは限度が28.5 gとなり、初めとの差の9.5 gが結晶になると示す。
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: 温度と溶解度のグラフから析出を考える
MomentDesk · https://momentdesk.com/ja/practice/predict-crystallization-from-temperature-and-solubility-graphs/
温度、水だけの質量、とける限度を明らかにします。記述では溶液に残る量と、結晶として出る量を分けます。
読む文章・資料
溶解度の曲線から値を読む
図は水100 gにとける物質AとBの最大の質量です。20、40、60、80 ℃で、Aは順に24、38、60、92 g、Bは順に34、36、38、40 gまでとけます。
冷やして結晶を出す
60 ℃の水100 gに物質Aが60 gとけています。水の量を変えず20 ℃まで冷やし、十分に待ちました。20 ℃では水100 gにAが24 gまでとけます。
水50 gでとける限度を考える
40 ℃で水100 gに物質Aは38 gまでとけます。同じ温度の水50 gに、物質Aを25 g入れて十分に混ぜました。
水が200 gあるとき
20 ℃の水200 gに物質Aが40 gとけています。この温度の水100 gにはAが24 gまでとけます。温度と水の量はそのままです。
二つの物質を別々に冷やす
60 ℃で、物質AとBを別々に水100 gに限度までとかしました。60 ℃の溶解度はAが60 g、Bが38 gです。20 ℃ではAが24 g、Bが34 gです。どちらも水を減らさずに20 ℃まで冷やします。
温度は一定で水だけが減る
40 ℃で物質Aは水100 gに38 gまでとけます。この温度で水100 gにAを38 gとかし、水だけが蒸発して75 gになりました。温度は40 ℃で変わりません。
測った温度の間の値を考える
物質Aは40 ℃で38 g、60 ℃で60 gまで水100 gにとけました。図では40 ℃から60 ℃にかけてなめらかに増えます。50 ℃で実際に測った値はありません。
資料：溶解度の曲線から値を読む
60 ℃の水100 gに、物質Aは何gまでとけますか。
途中の計算・単位・理由・確認答え:
資料：溶解度の曲線から値を読む
40 ℃で、水100 gにとける最大の質量が大きいのはどちらですか。
- 物質B
- 物質A
- 両方が等しい
途中の計算・単位・理由・確認答え:
資料：冷やして結晶を出す
冷やしたあとに、Aは水に何gまでとけたままですか。
途中の計算・単位・理由・確認答え:
資料：冷やして結晶を出す
20 ℃まで冷やすと、Aの結晶は何g出ますか。
途中の計算・単位・理由・確認答え:
資料：水50 gでとける限度を考える
40 ℃の水50 gに、Aは何gまでとけますか。
途中の計算・単位・理由・確認答え:
資料：水50 gでとける限度を考える
25 g入れたAのうち、とけずに残るのは何gですか。
途中の計算・単位・理由・確認答え:
資料：水が200 gあるとき
20 ℃の水200 gに40 gとけている状態はどれですか。
- さらにAをとかす余地がある。
- Aは限度までとけている。
- すでに水にとける限度を超えている。
途中の計算・単位・理由・確認答え:
資料：水が200 gあるとき
この状態から、あと何gのAをとかせますか。
途中の計算・単位・理由・確認答え:
資料：二つの物質を別々に冷やす
60 ℃から20 ℃まで冷やすと、どちらの結晶が多く出ますか。
- 物質B
- 物質A
- 同じ質量になる
途中の計算・単位・理由・確認答え:
資料：二つの物質を別々に冷やす
冷やしたときに出るBの結晶は何gですか。
途中の計算・単位・理由・確認答え:
資料：温度は一定で水だけが減る
水が75 gになったあと、その水にとけるAの最大の質量はどうなりますか。
- 温度が同じなので変わらない。
- 水が減ったので大きくなる。
- 水が減ったので小さくなる。
途中の計算・単位・理由・確認答え:
資料：温度は一定で水だけが減る
水が75 gになったとき、Aの結晶は何g出ますか。
途中の計算・単位・理由・確認答え:
資料：測った温度の間の値を考える
50 ℃で水100 gにとけるAの最大の質量は、どの範囲ですか。
- 38 gより大きく、60 gより小さい。
- 38 gより小さい。
- 60 gより大きい。
途中の計算・単位・理由・確認答え:
資料：測った温度の間の値を考える
50 ℃について、今回の記録で言えることはどれですか。
- 40 ℃と60 ℃の平均の49 gと測った。
- 曲線の範囲は読めるが、50 ℃の実測値はない。
- 60 ℃の値をそのまま50 ℃の実測値にできる。
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：溶解度の曲線から値を読む
40 ℃のAとBの溶解度を図から読み、どちらが多くとけるか説明しましょう。
資料：冷やして結晶を出す
冷やしたあと、水にとけたままのAと結晶になったAを分けましょう。
資料：水50 gでとける限度を考える
水50 gでの限度を求め、Aを25 g入れたときの状態を説明しましょう。
資料：水が200 gあるとき
水200 gにAが40 gとけているとき、限度まであとどれだけか説明しましょう。
資料：二つの物質を別々に冷やす
冷やして取り出す結晶の質量をAとBで比べ、違いが生じる理由を説明しましょう。
資料：温度は一定で水だけが減る
温度が同じでも、水を減らすと結晶が出る理由を説明しましょう。
解答: 温度と溶解度のグラフから析出を考える
60
横軸の60 ℃で、Aの曲線の値は60 gです。
物質A
40 ℃でAは38 g、Bは36 gです。
24
20 ℃の水100 gにとける限度は24 gです。
36
60 gのうち24 gがとけたままなので、60−24＝36 gが結晶として出ます。
19
水100 gで38 gまでとけるので、水50 gではその半分の19 gです。
6
とけるのは19 gなので、25−19＝6 gが残ります。
さらにAをとかす余地がある。
水200 gでは24×2＝48 gまでとけます。40 gは限度に達していません。
8
限度48 gから、すでにとけている40 gを引きます。
物質A
Aは60−24＝36 g、Bは38−34＝4 gが結晶になります。
4
最初の38 gから、20 ℃でとけたままの34 gを引きます。
水が減ったので小さくなる。
水100 g当たりの値は同じですが、水の質量が減ると全体でとける量は減ります。
9.5
75 gの水には38×0.75＝28.5 gとけます。38−28.5＝9.5 gが結晶になります。
38 gより大きく、60 gより小さい。
40 ℃から60 ℃で値は増えるので、途中の50 ℃の値は38 gと60 gの間です。
曲線の範囲は読めるが、50 ℃の実測値はない。
図から間の範囲を読めますが、50 ℃で実測した記録はありません。
記述問題の解答・確認の観点
資料：溶解度の曲線から値を読む
40 ℃のAとBの溶解度を図から読み、どちらが多くとけるか説明しましょう。
40 ℃で図を縦に見ると、Aは38 g、Bは36 gです。水100 g当たりで比べると、Aの方が2 g多くとけます。
線の位置と縦軸の単位を確認します。
- 図の40 ℃の位置を読み、水100 g当たりAは38 g、Bは36 gと示す。
- 同じ温度と水の量で、Aが2 g多くとけると比べる。
資料：冷やして結晶を出す
冷やしたあと、水にとけたままのAと結晶になったAを分けましょう。
最初にとけていたAは60 gです。20 ℃では24 gまでとけるので、水に24 g残り、差の36 gが結晶になります。
結晶の質量は初めの量から冷却後の限度を引いて求めます。
- 冷やす前にAは60 gとけ、20 ℃では24 gまでとけたままと示す。
- 60 gと24 gの差の36 gが結晶になると示す。
資料：水50 gでとける限度を考える
水50 gでの限度を求め、Aを25 g入れたときの状態を説明しましょう。
水50 gは100 gの半分なので、40 ℃ではAが38÷2＝19 gまでとけます。25 gのうち19 gがとけ、6 gがとけずに残ります。
溶解度の数字は、水50 gの値ではありません。
- 水50 gは基準の半分なので、40 ℃での限度を19 gと求める。
- 加えた25 gとの差の6 gはとけずに残ると示す。
資料：水が200 gあるとき
水200 gにAが40 gとけているとき、限度まであとどれだけか説明しましょう。
20 ℃で水200 gには24×2＝48 gまでとけます。今は40 gなので、48−40＝8 gまで追加でとかせます。
水の質量が二倍なので、とける限度も二倍になります。
- 20 ℃で水200 gにとける限度を48 gと求める。
- 今とけている40 gを引き、追加できる量は8 gと示す。
資料：二つの物質を別々に冷やす
冷やして取り出す結晶の質量をAとBで比べ、違いが生じる理由を説明しましょう。
Aは60−24＝36 g、Bは38−34＝4 gが結晶になります。同じ温度の下がり方でも、Aの方が溶解度の下がる幅が大きいからです。
冷却前後の差を同じ水100 gで比べます。
- Aは36 g、Bは4 gが結晶になると、溶解度の差から求める。
- 同じ温度の下がり方でも、Aの溶解度の下がる幅が大きいと示す。
資料：温度は一定で水だけが減る
温度が同じでも、水を減らすと結晶が出る理由を説明しましょう。
水100 g当たりの溶解度は38 gで同じです。水が75 gに減ると28.5 gまでしかとけないため、初めの38 gとの差の9.5 gが結晶になります。
溶解度の値と、実際の水の量でとける限度を分けます。
- 温度が同じなので水100 g当たりの溶解度は38 gのままと示す。
- 水75 gでは限度が28.5 gとなり、初めとの差の9.5 gが結晶になると示す。