「公式は覚えたけど、使い方がわからない」
　「水溶液の質量ってどうやって求めるの？」
　「まぎらわしい言葉が多すぎる」
などと溶解度の問題でなやんでいる中学生は非常に多いです。

　そこで今回は、「水溶液の応用問題を数多くとくことで、水溶液を得意になろう！」とよく出題される問題を実際に解いていきます。
　
　実は、この水溶液の問題は、「また同じ問題が出た」「また同じ数字だった」「また同じ答えだった。」というように、ワンパターンであることが多いのです。

　この記事を読み終えたとき、「水溶液の問題はバッチリ」と自信が持てるようになるでしょう。
　また、どのような問題が出されるのかを知ってからワークなどを解くことにより「ここが大切！」ということがわかるようになります。効率よく学習することができるのです。

　それでは前回に引き続き、私が考えた実践問題をもとに応用力を養っていきましょう。

本記事の特徴
・応用問題（実力テストや高校入試に近い問題）を解くことで、実践力を身に付けることができる
・徐々に難しい問題が解けるようになることで、自信がついていく
それでは、詳しい説明です。

１　グラフを使った応用問題を解こう！！（レベル２）

問題1　下のグラフは硝酸カリウムと塩化ナトリウムについて、１００gの水にとける物質の質量と水の温度との関係を示したものである。次の問いに答えなさい。

（１）物質が１００gの水にとけた時の質量を何といいますか。
（２）２本の試験管に水を１００g入れ、それぞれの試験管に硝酸カリウムと塩化ナトリウムをそれぞれ６０gずつ入れた。その後、ガスバーナーで加熱して水の温度を６０℃まで上げた。この時、硝酸カリウムと塩化ナトリウムは水にとけるか、とけないか。それぞれについて答えなさい。
（３）６０℃の水１００gに、硝酸カリウムを溶けるだけ溶かしたものを、２０℃まで冷やしたところ、硝酸カリウムの固体が出てきた。硝酸カリウムの固体は約何g出てくるか。ただし、６０℃の硝酸カリウムの（１）は１０９g、２０℃の時の硝酸カリウムの（１）は３２gとする。
（４）一度水にとけたものを再び結晶として取り出す方法を何というか。
（５）塩化ナトリウムを（４）させるためには、どうしたらよいか。
　いかがでしたか？
　「わけがわからん」という人もいたかもしれません。
　実は、理科の問題では、
グラフが出てくると難易度が上がる
傾向があります。
　でも、大丈夫。
　理科で出題されるグラフにはいくつかの種類があります。
　グラフの問題をとけばとくほどそのパターンが見えてきます。
　そうなればしめたもの。
　苦手だったグラフ問題があっという間に得点源になります。
　苦しいのは最初だけ。
　最初の関門を乗り越えれば、やればやるだけ簡単になっていきます。
　だからがんばって解いてみましょう。
　解答と解説です。
【解答】
（１）溶解度
（２）硝酸カリウム：とけた、塩化ナトリウム：とけ残った
（３）７７g
（４）再結晶
（５）水を蒸発させる
【解説】
（１）１００gの水に飽和するまでとかした時の物質の質量を「溶解度」といいます。
（２）（グラフのように）温度が上がると硝酸カリウムの溶解度は急激に上がりますが、塩化ナトリウムの溶解度はほとんど変化しません。そのため、硝酸カリウムは水に全てとけ、塩化ナトリウムは溶け残ったままになります。
（３）６０℃で水にとけた硝酸カリウムは１０９g。２０℃まで冷やすと、３２gしかとけなくなるので、
　　１０９g　ー　　３２g　＝　　７７　g
となります。
（４）一度水にとけた物質を再び結晶として取り出す方法を「再結晶」といいます。
（５）再結晶には２つの方法があります。
１つは、「水溶液を冷却する」方法で、もう１つは「水を蒸発させる」方法です。
硝酸カリウムのように、「温度が上がると溶解度が急激に上昇する物質」を再結晶させるには、どちらの方法も使えます。
しかし、塩化ナトリウムのように「温度が上がっても溶解度がほとんど変化しない物質」を再結晶させるには、「水を蒸発させる」方法しかありません。

　いかがでしたか？
　「難しかった・・・」と思った人も大丈夫。
　解答と解説を参考にして、次の問題も同じようにして考えてみましょう。

問題２　食塩（塩化ナトリウム）と硝酸カリウムについて、水へのとけ方と調べるために、次の実験を行った。下のグラフは、水の温度と食塩（塩化ナトリウム）と硝酸カリウムの溶解度の関係を表したものである。次の問いに答えなさい。
＜実験＞
①下の図１のように、２０℃の水５gを入れた試験管A、Bに、食塩（塩化ナトリウム）と硝酸カリウムをそれぞれ３g入れとけ方を調べた。
②図２のように、①の試験管をビーカーの水に入れて水温が６０℃になるまで、振り混ぜながら温めた。
③図３のように、②の試験管を水で冷やして様子を観察した。その後、水溶液を数滴スライドガラスにとって水を蒸発させた。


（１）実験①ではどのような結果になるか。硝酸カリウムと食塩（塩化ナトリウム）のそれぞれについて答えなさい。
（２）実験②ではどのような結果になるか。硝酸カリウムと食塩（塩化ナトリウム）のそれぞれについて答えなさい。
（３）実験③で針状の結晶が現れたのは試験管A,Bのどちらか。
（４）（３）のようにして一度水にとけた物質を再び結晶として取り出す方法を何といいますか。
（５）実験③で、水を蒸発させるとどのようになったか。硝酸カリウムと食塩（塩化ナトリウム）のそれぞれについて答えなさい。
　どうですか？
　「あれ？ちょっと簡単に思えてきた」と思えたらしめたものです。
　理科では、このように最初に問題に慣れてしまうのがコツなのです。
　それでは解答と解説です。
【解答】
（１）硝酸カリウム：とけ残った、食塩（塩化ナトリウム）：とけ残った
（２）硝酸カリウム：全てとけた、食塩（塩化ナトリウム）：とけ残った
（３）試験管A
（４）再結晶
（５）硝酸カリウム：固体が出てきた（再結晶した）、食塩（塩化ナトリウム）：固体が出てきた（再結晶した）
【解説】
（１）硝酸カリウムは２０℃の水５gに１．５g位とけます。入れた硝酸カリウムは３gなのでとけ残ります。
食塩（塩化ナトリウム）は２０℃の水５gに１.８g位とけます。入れた食塩（塩化ナトリウム）は３gなのでとけ残ります。
　テストでは「水１００gの時」の他に「水５gの時」のことがよく聞かれます。そしてほとんどのグラフが「水１００gの時の溶解度」を表しています。だから、どのくらいとけるのかは、２０分の１にして考えなければなりません。
　どうしてこんな意地悪をするのかというと、
教科書に載っている実験の分量がそうだから
としか言いようがありません。
　これ以外の水の分量はあまり聞かれないので、この手の問題では「水１００gの時」と「水５gの時」の２パターンを理解しておけば大丈夫でしょう。
（２）（１）と同様に、グラフの値を２０分の１にして考えます。
硝酸カリウムは６０℃の水５gに、約５.５gとけます。入れた硝酸カリウムは３gなので全て水にとけます。
一方、食塩（塩化ナトリウム）は６０℃の水５gに約２gとけます。入れた食塩（塩化ナトリウム）は３gなのでとけ残ります。
（３）物質により結晶の形は決まっています。
だから、決勝の形を見れば、その物質がある程度わかります。
食塩（塩化ナトリウム）の結晶は四角い形をします。
硝酸カリウムの結晶は尖った形（針状）をしています。
だから答えは硝酸カリウムが入っている試験管Aとなります。
（４）一度水にとけた物質を再び結晶として取り出す方法を「再結晶」といいます。
（５）水が全て蒸発してしまえば、溶質はとけきれなくなって再結晶します。
溶質が個体の場合、溶質が消えて無くなってしまうことはありません。
（溶質が気体の場合は、気体になって空気中に放出されます）

　いかがでしたか？
　「ちょっと手応えを感じてきた」と思えたら、しめたもの。
　もう少しで得意になるでしょう。
　それでは３問目です。
　３問目はかなりのハイレベル問題です。

２　ハイレベル問題を解こう！！（レベル３）

問題３　物質の水への溶け方を調べるために、次の実験を行った。下のグラフは塩化ナトリウムと硝酸カリウムの溶解度曲線を表している。次の問いに答えなさい。
＜実験＞
①図１のように、20℃の水をビーカーA~Dに、それぞれ２０g、５０g、１００g入れた。次に、A~Cにそれぞれ５g、１０g、５０gの塩化ナトリウムを入れ、Dには５０gの硝酸カリウムを入れてかき混ぜた。その結果、AとBは全て溶けたが、CとDには溶け残りがあった。
②溶け残りがあったCとDを、図２のようにしてガスバーナーで加熱した。30℃と40℃の時にガラス棒でよくかき混ぜ、溶けるかどうかを調べた。その結果、３０℃の時にはCとDに溶け残りがあり、40℃の時にはCには溶け残りがあり、Dは全て溶けた。



（１）実験①で、ビーカーAの水溶液の質量パーセント濃度は何％ですか。
（２）実験②で、30℃の時、ビーカーDの水溶液の質量パーセント濃度は何％ですか。ただし、硝酸カリウムの30℃の時の溶解度を４５gとし、小数第一位を四捨五入して整数で答えることにする。
（３）実験②で、４０℃のときのビーカーDの水溶液を25℃まで冷やした時、取り出すことができる決勝の質量は約何gか。下のア〜エから選びなさい。
ア　８g　　イ　１２g　　ウ　１５g　　エ　１８g
（４）ビーカーCの塩化ナトリウムを全て溶かすにはどうしたらよいか。
いかがですか？
「ちょっと難しかった」でしょうか？
「まだまだ余裕」でしょうか？
いずれにしろ、「前よりもちょっとわかってきた」という実感があればいいですね。
それでは、解答と解説です。
【解答】
（１）２０％
（２）３１％
（３）イ
（４）水を加える（水を増やす）など
【解説】
（１）塩化ナトリウムは「全て溶けている」ので、水２０gと塩化ナトリウム５gで計算をします。
５✖️１００　　　　　５００　　　　
ーーーーーーー　＝　ーーーー　＝　５００　➗　２５　＝２０
２０＋５　　　　　　　２５
（２）この場合、硝酸カリウムは「全て溶けていない」ことがポイント。
３０℃の水１００gに硝酸カリウムは４５g溶ける。
そのため、
水１００gと硝酸カリウム４５gで計算しなくてはならない。
よって、
４５✖️１００　　　　４５００
ーーーーーーー　＝　ーーーーー　＝　４５００　➗　１４５　＝　３１.０
１００＋４５　　　　　１４５
となって、答えは３１％となる。
（３）２５℃まで冷やすと、（グラフから）溶解度は３７〜３８gくらいになる。
入れた硝酸カリウムが５０gなので
５０　ー　３８　＝　１２
よって”イ”となる。
（４）塩化ナトリウムは温度を変えてもほとんど溶解度が変化しない。
そのため、水を増やすしかない。

いかがでしたか？
（２）の「全て溶けていない溶液の質量パーセント濃度を求める」ことが難しかったかもしれません。
でも、一度「こういう問題も出る」ことがわかってしまえば、次からは解くことができます。
問題に慣れるということはこういうことです。
今日はここまでとします。
水溶液の問題は、一見難しいと思いがちです。
しかし、
難しい問題はワンパターン
ということに気づけば、攻略できます。
だから、最初は辛くてもほんの少しがんばりましょう。
それではさようなら。