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中1理科「蒸留の重要ポイント・対策問題」沸点の違いに注意!

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中学1年理科。状態変化で登場する蒸留を学習します。

  • レベル★★☆☆
  • 重要度★★☆☆
  • ポイント:沸点の違いを利用し混合物を分ける

授業用プリントは下記リンクからダウンロード!
授業用まとめプリント「蒸留」

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蒸留

液体を加熱して気体にし、冷やして再び液体に戻す操作を蒸留といいます。蒸留を行うことで、混合物から純粋な物質を得ることができます。

このとき利用するのが、混合物の沸点の違いです。例えば、水とエタノールが混じっている混合液の場合、水の沸点は100℃、エタノールの沸点は78℃なので、先にエタノールが沸騰し気体に変化します。この気体を冷やして液体に戻せば、エタノールだけを得ることができるのです。

蒸留

実際に、お酒をつくるときに蒸留は利用されています。

蒸留の注意点

蒸留の実験では、安全に実験を行うための注意点があります。テストでも記述式でよく問われるところです。

蒸留の注意点

  • 沸騰石を入れる
    理由→突沸を防ぐため。
  • 混合液の量はフラスコの半分以下
    理由→ふきこぼれを防ぐため。
  • 温度計の感部はフラスコの枝の部分
    出てきた気体の温度をはかるため。
  • 試験管をゴム栓で密栓しない
    ゴム栓が外れたり、フラスコが割れないようにするため。
  • ビーカーの中には水や氷を入れる
    出てきた気体を冷やし液体に戻すため。
  • 火を消す前に、試験管からガラス管を取り出す
    液体の逆流を防ぐため。

蒸留の練習問題

下の図1は、エタノールと水の混合物を加熱したときの実験を示したもので、図2はこのときの混合液の温度変化を示したものである。これについて、以下の各問いに答えなさい。
蒸留
(1)この実験でビーカー内の水はどのようなはたらきを行っているか。
(2)次のうち試験内にエタノールの割合が最も多い液体が集まっている試験管はどれか。
ア 2分~4分  イ 4分~6分  ウ 8分~10分  エ 10分~12分
(3)この実験では、物質の何の違いを利用し、混合物を分けているか。

解答(1)出てくる気体を冷やし液体に戻すはたらき。
(2)イ  (3)沸点

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蒸留の定期テスト予想問題

下の図1のようにして、エタノールと水の混合物を加熱して、出てきた液体を試験管にA、B、Cの順に集めた。図2は、このときの混合物の温度の変化を表したものである。これについて、次の各問いに答えよ。
蒸留問題図

(1)図1で、混合液を加熱するときに沸騰石を入れる理由を簡潔に答えよ。

(2)実験が終わって、ガスバーナーの火を消す前にやらなければならないことは何か。

(3)試験管に集めた液体に、エタノールが多く含まれているかどうか調べるには、どのような方法があるか。

(4)試験管A~Cのうち、エタノールが最も多く含まれているものはどれか。

(5)図2のグラフから、エタノールが盛んに沸騰していると考えられるのは、次のうちどれか。
ア 2分~4分  イ 4分~7分  ウ 7分~10分  エ 10分~12分

(6)この実験のように、液体を加熱して出てきた気体を冷やし、再び液体に戻す操作を何というか。

(7)(6)の操作では、混合物を分けることができる。このとき、物質の何の違いを利用しているか。

(8)次のア~オから、混合物をすべて選べ。
ア ショ糖(砂糖の主成分)  イ 赤ワイン  ウ 空気  エ 酸素
オ 塩化ナトリウム  カ しょう油  キ 水  ク 鉄

蒸留の定期テスト予想問題の解答・解説

(1)突沸を防ぐため。

少量の液体を加熱すると、突然沸騰しふきこぼれる恐れがあります。沸騰石を入れることでゆっくりと温度を上昇させることができます。

(2)ガラス管を試験管から取り出す。

ガラス管を試験管から取り出さずに火を止めると、冷やされた液体が丸底フラスコの方へ逆流し、フラスコが割れる恐れがあります。なので、加熱を終える際には、ガラス管を試験管から取り出して火を止めます。

(3)脱脂綿にしみ込ませ火をつけ、燃え方を調べる。

エタノールは燃えやすい液体です。エタノールがたくさん含まれていれば、脱脂綿が勢いよく燃えます。水の割合が多くなってくると、すぐに消えたり、火がつかなかったりします。

(4)試験管A

水よりもエタノールの方が沸点が低く、すぐに気体となって出てきます。なので、最初に冷やして集めた液体にエタノールが多く含まれています。

(5)

最初にグラフが水平になりかけているところでエタノールが盛んに沸騰しています。エタノールの沸点は約78℃くらいなので、グラフの4分から7分あたりで沸騰を盛んにしています。

(6)蒸留

液体を加熱して気体にし、出てきた気体を冷やして再び液体に戻す操作を蒸留といいます。蒸留を利用すれば、混ざった混合液を沸点の違いで分けることができます。

(7)沸点の違い

混合物のうち、沸点が低いものほどはやく気体になって出てきます。水とエタノールの混合物の場合、エタノールの沸点が78℃と水の100℃よりも低いので、エタノールを集めることができるのです。

(8)イ、ウ、カ

赤ワインは、水やエタノール、砂糖などが混ざっています。空気は窒素や酸素や二酸化炭素が混ざっています。しょう油は、水や食塩などいろいろな物質が混ざっています。

中1理科
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