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危険物取扱者試験 乙4の過去問/予想問題「第23692問」を出題

問題

[ 設定等 ]
水の性質の説明として誤っているものはどれか。
   1 .
水は、氷、水、水蒸気の三態がある。
   2 .
水を電気分解すると、水素と酸素になる。
   3 .
4℃で体積が最大になり、密度(比重)も最大になる。
   4 .
凝固して氷になると、体積は増加し、密度(比重)は減少する。
   5 .
水は、潜熱や蒸発熱が大きく消火に使われる。
( 危険物 乙4の過去問/予想問題 問102 )

この過去問の解説 (5件)

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1:【正しい】

物質には、固体、液体、気体の3つの状態(三態)があり、
圧力や温度によって、状態が変わります。

水の場合、
氷(固体)、水(液体)、水蒸気(気体)の三態があり、
温度変化により 状態が変化します。


2:【正しい】

氷、水、水蒸気のように
状態が変化することを、物理変化といいます。

水が電気分解により 水素と酸素になるように、
全く違う物質に変化することを、化学変化といいます。


3:【誤り】

水は温度によって体積が変化し、4℃で体積が最小になります。

体積が小さくなるということは、それだけ ぎゅっと縮んでいるわけですから
密度(単位体積あたりの質量)は大きくなります。

質量 = 密度 × 体積

水は 4℃で体積が最小、密度が最大になります。


4:【正しい】

凝固とは、物質が液体から固体になることです。
水が凝固すると 氷になります。

ペットボトルに水を入れて凍らせると、ペットボトルは膨れます。
氷になると 体積が増加するためです。

また、コップの水に氷を入れると、氷は浮きます。
氷になると、水より密度が減少するためです。

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※比重とは、4℃の水と 重さを比べたときの比率です。

4℃の水の比重を 1 としているので、
比重が 1 より大きいと 水に沈み、
比重が 1 より小さいと 水に浮きます。

氷は 比重が 1 より小さいので 水に浮きます。


5:【正しい】
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1 . 水は、氷、水、水蒸気の三態がある。
→正しい
水は、氷(個体)、水(液体)、水蒸気(気体)の三態があり、
温度、圧力によって変化します。

2 . 水を電気分解すると、水素と酸素になる。
→正しい
水(H₂O)は水素(H)と酸素(O)の化合物です。
電気分解により水素と酸素になります。

3 . 4℃で体積が最大になり、密度(比重)も最大になる。
→間違い
水は約4℃で体積が最小になり、密度(比重)が最大になります。

4 . 凝固して氷になると、体積は増加し、密度(比重)は減少する。
→正しい
水をペットボトルに入れて凍らせると、
ペットボトルが膨らむことからわかるように、
水から氷に変化すると体積が増加します。
また、密度(比重)は減少します。
水に氷を入れると水に氷が浮かぶのは氷の密度(比重)が水より小さいためです。

5 . 水は、潜熱や蒸発熱が大きく消火に使われる。
→正しい
一般的に比熱が大きい物質ほど温度変化しにくい性質があります。
水は比熱が大きいため温度が上昇する際、
または気体に変化する際に、周囲から多くの熱を奪います。
つまり冷却効果が大きいということになります。
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3は、水は4℃で体積が最小になります。

水の物理性質 融点:0 ℃ (1気圧)  沸点:100 ℃(1気圧)   融解熱:332(J/g) 蒸発熱:2256(J/g) 密度:水 1.00(g/mL、4 ℃) 氷0.917(g/mL、0 ℃) 比熱:4.19(J/(g・℃)、15 ℃)

・水は、体積が4℃で最低になります。水から氷になると体積が増大します。
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1【正】水は、氷、水、水蒸気の三態がある。
温度や圧力の変化によって、物質は固体・液体・気体の3つの状態をとります。これを物質の三態と言います。(3体の誤字に注意してください)
水の場合は、
固体=氷、液体=水、気体=水蒸気
の三態をとります。

2【正】水を電気分解すると、水素と酸素になる。
2H2O(液) → 2H2(気) + O2(気)
水に電気を流すと、水素(H2)と酸素(O2)に分解します。この操作を電気分解といいます。

3【誤】4℃で体積が最大になり、密度(比重)も最大になる。
密度[g / cm3]は単位体積当たりの質量のこと。比重は基準となる物質の密度との比のことです。比重に単位はありません。
体積は温度や圧力で変わりますが、質量は新しく加えたり抜いたりしない限り変わりません。
質量がそのままで、体積が大きくなると、密度は小さくなるはずです。注意深く読めば、そもそもおかしな文です。
正しくは「4°Cで体積が最大になり、密度(比重)は最小になる」です。

4【正】凝固して氷になると、体積は増加し、密度(比重)は減少する。
多くの物質は凝固すると体積が小さくなり、蒸発すると体積が爆発的に大きくなります。
例外として、水は、水素結合による分子ネットワークのために凝固する際に体積が大きくなります。こうした特徴のある液体(異常液体)は他に、ケイ素やゲルマニウムがあります。
密度に関しては3の解説を参照してください。

5【正】水は、潜熱や蒸発熱が大きく消火に使われる。
水は一般火災(A火災)に広く用いられる消火剤です。燃焼物から多くの熱を奪うことで、引火点以下に下げる冷却消火の他、水蒸気で酸素供給を断つ窒息消火の効果もあります。
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水は4℃で体積が最小になり密度(比重)は最大になります。
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