1. はじめに：この記事を読んで得られるメリットと実戦力

予習シリーズ5年上第16・17回は「気体」がテーマです。第16回で気体の性質や集め方、発生方法といった前提知識をしっかり入れ、それを土台に第17回で気体の発生の計算に取り組む、という2週間セットの構成になっています。第16回の知識があいまいなまま第17回に進むと、計算の意味そのものが理解できなくなってしまうため、順序立てて理解することが大切です。

【本記事を読むメリット】
この記事を読むことで、酸素・二酸化炭素・水素という重要な3気体の発生方法を、材料と道具(触媒)の違いを意識しながら整理できるようになります。また、気体の発生の計算で欠かせない「少ない方に合わせる」という考え方も、身近な例えを通して具体的に理解できます。

2. 第16回：気体①　前提知識と気体の性質・作り方

◆気体の重要度にはメリハリをつける

第16回は、次の第17回で行う気体の発生の計算に備えて、前提知識をしっかり入れておく回です。単元はセクション1「人の生活と気体」、セクション2「気体の集め方」、セクション3「気体の性質と作り方」の3つに分かれていますが、特に重要なのはセクション1とセクション3です。セクション2の気体の集め方(水上置換・上方置換・下方置換)については、4年生の下巻ですでに触れている内容も含まれており、集め方の区別自体はそれほど苦労しないポイントです。

◆酸素・二酸化炭素・水素の作り方はシンプルに整理する

予習シリーズのテキストには気体の作り方が正確に書かれている分、かえって複雑に見えてしまう面があります。細かい化学反応式のような表現をすべて覚えようとするのではなく、「何と何を混ぜればその気体ができるか」という組み合わせをシンプルに押さえることが大切です。

◆二酸化マンガンは「材料」ではなく「道具」

酸素の発生で特に注意しておきたいのが、二酸化マンガンの役割です。過酸化水素水や塩酸、炭酸カルシウムのように、使うたびに減っていくものは材料にあたりますが、二酸化マンガンは使っても減りません。このようなはたらきをするものを触媒といいます。二酸化マンガンは、過酸化水素水を分解して酸素を取り出す手助けをする道具のようなもので、料理にたとえるなら、じゃがいもや卵のような材料ではなく、フライパンや鍋、包丁のような調理器具にあたります。材料は使えば減っていきますが、道具は使っても減らない、というイメージを持っておくと、この先の気体の発生の計算やグラフの理解でも忘れにくくなります。

3. 第17回：気体②　気体の発生の計算

◆水素の発生はモデルで理解する

第17回では、第16回で入れた前提知識を使って、いよいよ気体の発生の計算に取り組みます。水素の発生については、塩酸とアルミニウムに限らず、塩酸のような酸性のものだけでなく、水酸化ナトリウム水溶液のようなアルカリ性のものに金属を入れても水素は発生するという点も押さえておきましょう。

◆二酸化炭素・酸素も同じ考え方で計算する

二酸化炭素の発生も、計算の考え方は水素と全く同じです。二酸化炭素の発生量を調べる実験では、下方置換の装置(三角フラスコを2つ用意し、最後に水が入ったメスシリンダーを使う装置)がよく登場しますが、このときメスシリンダーの中に入ってくる気体を二酸化炭素だと勘違いしてしまう間違いがよく見られます。なぜそのような実験装置になっているのか、仕組みをしっかり理解しておくことが大切です。

4. まとめ・解説動画（タイムスタンプ付き）

第16回で酸素・二酸化炭素・水素の発生方法と、材料と道具(触媒)の違いをしっかり理解しておくことが、第17回の気体の発生の計算を攻略する土台になります。特に「少ない方に合わせた量しか気体は発生しない」という考え方は、化学分野の計算全般に通じる重要な感覚なので、繰り返し練習して身につけておきましょう。

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