2026年版・2-1

化学：物質の構成と分離・精製の一問一答

毒物劇物取扱者試験「基礎化学」から、化学：物質の構成と分離・精製に関する4択問題を10問。「答えと解説を見る」を開くと、正解とその理由がその場で読めます。会員登録は不要です。

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問題

上から順に解いてみてください。答えは各問の下で確認できます。本試験の出題形式は都道府県によって異なりますが、ここでは4択で出題しています。

問12-1

次の物質のうち、純物質であるものはどれか。

①塩酸
②ホルマリン
③塩化水素
④石灰水

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正解 ③塩化水素

解説
純物質とは、1種類の物質だけでできているもので、融点・沸点・密度などが物質ごとに決まった値を示します。塩化水素（HCl）は水素原子と塩素原子が結びついた1種類の化合物なので純物質です。一方、塩化水素を水に溶かした水溶液が塩酸であり、名前が似ていても塩酸は水と塩化水素の混合物です。毒物劇物の法令でも「塩化水素」と「塩化水素を含有する製剤」は区別して書かれており、純物質と混合物の違いを意識しておくと品目名を正しく読み取れます。

他の選択肢が不適切な理由
・塩酸：塩化水素の水溶液で、水と塩化水素の混合物です。濃度によって沸点や密度が変わることも混合物の特徴です。
・ホルマリン：ホルムアルデヒドの水溶液で、重合を防ぐために少量のメタノールを加えたものが一般的です。水・ホルムアルデヒドなどの混合物です。
・石灰水：水酸化カルシウムの飽和水溶液で、混合物です。二酸化炭素を通すと白く濁る反応で知られます。

覚え方のポイント
「〜酸」「〜水」「ホルマリン」のように水溶液に付けられた名前は混合物、と考えると判断しやすくなります。気体の名前（塩化水素・アンモニア）と、その水溶液の名前（塩酸・アンモニア水）を対にして覚えましょう。

問22-1

次のうち、互いに同素体の関係にある2つの物質として誤っているものはどれか。

①酸素とオゾン
②黄リンと赤リン
③ダイヤモンドと黒鉛
④水素と重水素

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正解 ④水素と重水素

解説
同素体とは、同じ元素からできている単体どうしで、原子の結びつき方や並び方が違うために性質が異なるものをいいます。重水素は、原子核に中性子を1個もつ水素の同位体です。同位体は原子番号（陽子の数）が同じで質量数（中性子の数）が異なる原子どうしの関係で、単体の構造の違いを表す同素体とは別の概念です。したがって「水素と重水素」は同素体ではなく、同位体の関係にあたります。

他の選択肢が不適切な理由
・酸素とオゾン：正しい組み合わせです。どちらも酸素原子だけからなる単体で、分子式はO2とO3です。オゾンは特有のにおいをもつ淡青色の気体で、強い酸化作用があります。
・黄リンと赤リン：正しい組み合わせです。黄リンは空気中で自然発火しやすく猛毒で（毒劇法では毒物。法令上の表記は黄燐）、水中に保存します。赤リンは自然発火しにくく毒性も低く、マッチ箱の側薬に使われます。
・ダイヤモンドと黒鉛：正しい組み合わせです。どちらも炭素の単体で、ダイヤモンドは非常に硬く電気を通さず、黒鉛はやわらかく電気を通します。

覚え方のポイント
同素体をもつ代表的な元素は、頭文字をとって「SCOP（スコップ）」＝硫黄（S）・炭素（C）・酸素（O）・リン（P）と覚えます。「同素体＝単体どうし」「同位体＝原子どうし」と、対象の違いで区別しましょう。

問32-1

ヨウ素と砂が混じった固体の混合物から、ヨウ素だけを取り出すのに最も適した方法はどれか。

①ろ過
②昇華法
③分留
④再結晶

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正解 ②昇華法

解説
昇華法は、固体が液体を経ずに直接気体になる性質（昇華）を利用して、昇華しやすい物質だけを分ける方法です。ヨウ素は加熱すると紫色の気体になりやすく、その気体を冷たい面に触れさせると再び固体（結晶）に戻ります。砂は加熱しても昇華しないため容器に残り、ヨウ素だけを取り出すことができます。昇華しやすい物質の例として、ヨウ素のほかにナフタレンやドライアイス（二酸化炭素の固体）も知られています。

他の選択肢が不適切な理由
・ろ過：液体とそれに溶けない固体を、ろ紙などで分ける操作です。固体どうしの混合物をそのままろ過しても分けられません。
・分留：沸点の違いを利用して、2種類以上の液体の混合物を分ける操作です（例：液体空気から窒素と酸素を分ける、原油の精製）。
・再結晶：温度による溶解度の差を利用して、少量の不純物を含む固体から純粋な結晶を得る操作です。ヨウ素は水に溶けにくいので、水を使った再結晶には向きません。

覚え方のポイント
分離法は「何の違いを利用するか」で整理します。ろ過＝粒の大きさ、蒸留・分留＝沸点、再結晶＝溶解度の温度変化、抽出＝溶媒への溶けやすさ、昇華法＝昇華しやすさ、クロマトグラフィー＝吸着のしやすさ。ヨウ素・ナフタレンと来たら昇華法、と結びつけておきましょう。

問42-1

分離・精製の操作に関する記述として、誤っているものはどれか。

①ろ過は、液体とそれに溶けない固体を分ける操作である
②蒸留では、温度計の球部を枝付きフラスコの枝の付け根に置く
③再結晶は、温度による溶解度の違いを利用する操作である
④抽出は、液体の沸点の違いを利用して物質を分ける操作である

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正解 ④抽出は、液体の沸点の違いを利用して物質を分ける操作である

解説
抽出は、目的の物質がよく溶ける溶媒を使い、混合物からその物質だけを溶かし出して分ける操作です。利用するのは沸点ではなく「溶媒への溶けやすさの違い」です。例えば、ヨウ素を含む水溶液にヘキサンを加えてよく振り混ぜると、ヨウ素は水よりもヘキサンに溶けやすいのでヘキサンの層へ移ります。分液漏斗を用いて2つの層を分ければ、ヨウ素を取り出せます。沸点の違いを利用するのは蒸留や分留です。

他の選択肢が不適切な理由
・ろ過：正しい記述です。ろ紙の目を通れない固体と、通り抜ける液体とを分ける操作です。
・蒸留の温度計の位置：正しい記述です。測りたいのはフラスコ内の液体ではなく、枝へ出ていく蒸気の温度なので、球部を枝の付け根の高さに合わせます。あわせて沸騰石を入れて突沸を防ぎ、リービッヒ冷却器には下から水を流します。
・再結晶：正しい記述です。高温で多く溶かした溶液を冷やすと、溶けきれなくなった分が結晶として出てきます。少量の不純物は溶液に残るため、純度の高い結晶が得られます。

覚え方のポイント
「抽出＝溶かし出す」「蒸留＝蒸気にして冷やす」と、漢字の意味から操作を思い出しましょう。蒸留装置の3つの注意点（温度計の位置・沸騰石・冷却水は下から上へ）はセットで問われやすいところです。

問52-1

ある水溶液を白金線の先につけてガスバーナーの外炎に入れたところ、炎が黄色になった。この水溶液に含まれていると考えられる元素はどれか。

①ナトリウム
②カリウム
③カルシウム
④銅

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正解 ①ナトリウム

解説
アルカリ金属やアルカリ土類金属、銅などの元素を含む物質を炎の中に入れると、その元素に特有の色が炎に現れます。これを炎色反応といい、少量でも色が出るため、元素を確かめる方法として使われます。黄色の炎色反応を示すのはナトリウムです。ナトリウムの黄色は非常に強く、ごく微量でも現れるため、ほかの元素の色を隠してしまうことがあります。水酸化ナトリウムや塩化ナトリウム、シアン化ナトリウムなど、ナトリウムを含む化合物はいずれも同じ黄色を示します。

他の選択肢が不適切な理由
・カリウム：炎色反応は赤紫色です。ナトリウムの黄色に隠れやすいため、青色のコバルトガラスを通して観察することがあります。
・カルシウム：炎色反応は橙赤色です。
・銅：炎色反応は青緑色です。

覚え方のポイント
代表的な炎色反応は、リチウム＝赤、ナトリウム＝黄、カリウム＝赤紫、銅＝青緑、カルシウム＝橙赤、ストロンチウム＝紅（深い赤）、バリウム＝黄緑です。元素の頭文字と色を並べて自分なりの語呂にすると覚えやすくなります。毒物劇物の識別でも、ナトリウム塩は黄色、カリウム塩は赤紫色という知識がそのまま使われます。

問62-1

元素と、その炎色反応の色について述べた次の記述a〜dのうち、正しいものの組合せを選びなさい。
a リチウムは赤色を示す。
b カリウムは黄色を示す。
c 銅は青緑色を示す。
d ストロンチウムは黄緑色を示す。

①a、b
②a、c
③b、d
④c、d

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正解 ②a、c

解説
炎色反応の色は元素ごとに決まっており、化合物の種類（塩化物か硝酸塩かなど）にはほとんど左右されません。正しいのはaとcです。リチウムは赤色、銅は青緑色を示します。炎色反応は、炎の熱で原子中の電子がエネルギーの高い状態になり、元の状態に戻るときに元素特有の波長の光を放つことで起こります。そのため、ごく少量の試料でも元素の種類を確かめることができます。

各記述の正誤
・a 正しい：リチウムの炎色反応は赤色です。
・b 誤り：カリウムは赤紫色です。黄色を示すのはナトリウムです。
・c 正しい：銅は青緑色です。銅線をバーナーで加熱したときの炎の色でも確かめられます。
・d 誤り：ストロンチウムは紅色（深い赤）で、花火の赤色に使われます。黄緑色を示すのはバリウムです。

覚え方のポイント
赤系の色が3つ（リチウム＝赤、カルシウム＝橙赤、ストロンチウム＝紅）あるため混同しやすい点に注意します。「黄色＝ナトリウム」「黄緑＝バリウム」「青緑＝銅」「赤紫＝カリウム」と、色の名前がはっきり違うものから先に固めると整理しやすくなります。花火の色（赤＝ストロンチウム、緑＝バリウム、青緑＝銅）と結びつけるのも有効です。

問72-1

ある有機化合物を完全に燃焼させ、生じた気体を石灰水に通したところ、石灰水が白く濁った。この実験から、もとの化合物に含まれていることが確かめられる元素はどれか。

①炭素
②水素
③窒素
④硫黄

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正解 ①炭素

解説
石灰水は水酸化カルシウムの飽和水溶液で、二酸化炭素を通すと水に溶けにくい炭酸カルシウムが生じて白く濁ります。燃焼によって二酸化炭素ができたということは、もとの化合物に炭素が含まれていたことを示します。このように、化合物を反応させて特有の変化を起こし、成分の元素を確かめる方法を成分元素の検出といいます。メタノールやトルエンなどの有機化合物は、いずれも燃焼させると二酸化炭素を生じます。

他の選択肢が不適切な理由
・水素：燃焼で生じた水を、青色の塩化コバルト紙が赤色（淡赤色）に変わることや、白色の硫酸銅(II)無水塩が青色に変わることで確かめます。
・窒素：水酸化ナトリウムなどの強塩基と加熱してアンモニアを発生させ、濃塩酸を近づけて白煙（塩化アンモニウム）が生じることなどで確かめます。
・硫黄：ナトリウムや水酸化ナトリウムと加熱して硫化物イオンにしたあと、酢酸鉛(II)水溶液を加えて硫化鉛(II)の黒色沈殿が生じることで確かめます。

覚え方のポイント
成分元素の検出は「炭素＝石灰水が白濁」「水素＝塩化コバルト紙が青→赤」「窒素＝アンモニアの発生」「硫黄＝黒色沈殿」「塩素＝硝酸銀水溶液で白色沈殿（または銅線の炎色反応で青緑色）」とセットで覚えましょう。

問82-1

物質の状態変化とその名称の対応として、誤っているものはどれか。

①液体→固体：凝固
②気体→液体：凝縮
③固体→液体：融解
④気体→固体：蒸発

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正解 ④気体→固体：蒸発

解説
気体が液体を経ずに直接固体になる変化は、蒸発ではなく昇華（教科書によっては凝華）と呼ばれます。蒸発は、液体の表面から分子が飛び出して気体になる変化です。状態変化では物質そのもの（分子の種類）は変わらず、粒子どうしの距離や運動の激しさが変わるだけなので、化学変化ではなく物理変化に分類されます。また純物質では、融解や沸騰が起こっている間、加えた熱が状態変化に使われるため温度は一定に保たれます。

他の選択肢が不適切な理由
・液体→固体：凝固は正しい対応です。水が氷になる変化がその例で、凝固が起こる温度を凝固点といい、純物質では融点と同じ温度です。
・気体→液体：凝縮は正しい対応です。冷たいコップの表面に水滴がつくのは、空気中の水蒸気が凝縮したものです。
・固体→液体：融解は正しい対応です。融解が起こる温度を融点といいます。

覚え方のポイント
固体→液体＝融解、液体→固体＝凝固、液体→気体＝蒸発（液体の内部からも起これば沸騰）、気体→液体＝凝縮、固体→気体＝昇華、気体→固体＝昇華（凝華）。「融ける・凝り固まる・蒸気になる・凝縮して集まる」と漢字の意味で結びつけると間違えにくくなります。ヨウ素やナフタレンが昇華しやすいことも合わせて覚えましょう。

問92-1

次の文中の「酸素」のうち、単体ではなく元素の意味で使われているものはどれか。

①空気中には体積で約21％の「酸素」が含まれる
②水を電気分解すると陽極から「酸素」が発生する
③過酸化水素は、水素と「酸素」からできている
④「酸素」とオゾンは互いに同素体の関係にある

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正解 ③過酸化水素は、水素と「酸素」からできている

解説
「元素」は物質を構成する基本的な成分（原子の種類）を指す言葉で、「単体」は1種類の元素だけからできている実際の物質を指す言葉です。過酸化水素（H2O2）の中に酸素の気体（O2）がそのまま入っているわけではなく、酸素という成分が水素と結びついて含まれているにすぎません。したがって、この文の「酸素」は元素の意味です。見分けるときは、「酸素ガスとして取り出せる実物を指しているか」を考えるとよいでしょう。

他の選択肢が不適切な理由
・空気中の酸素：空気中に気体として存在する酸素分子（O2）そのものを指すので単体です。
・電気分解で発生する酸素：水の電気分解で陽極から実際に発生する気体を指すので単体です。
・酸素とオゾンが同素体：同素体は単体どうしの関係なので、ここでの酸素は単体（O2）を指しています。

覚え方のポイント
「〜からできている」「〜の成分」と書かれていれば元素、「〜が発生する」「〜を吸う」「〜ガス」のように実物の気体として扱っていれば単体、と判断するのが基本です。ただし「空気中の酸素」のように「含まれる」という言葉があっても、混合物の中に気体そのものが存在していれば単体になる点に注意しましょう。

問102-1

次の物質a〜dのうち、単体であるものはいくつあるか。
a オゾン。
b 黄リン。
c 水銀。
d 塩化ナトリウム。

①1つ
②2つ
③3つ
④4つ

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正解 ③3つ

解説
単体は1種類の元素だけからできている物質、化合物は2種類以上の元素が結びついてできている物質です。a〜dのうち、オゾン（O3）、黄リン（P4）、水銀（Hg）の3つは1種類の元素だけからなるので単体で、塩化ナトリウム（NaCl）はナトリウムと塩素の2種類の元素からなる化合物です。したがって単体は3つです。単体も化合物も、1種類の物質でできているので純物質に分類されます。

各記述の正誤
・a 単体：オゾンは酸素原子3個からなる分子で、酸素（O2）の同素体です。
・b 単体：黄リンはリン原子4個が結びついた分子（P4）からなるリンの単体で、赤リンと同素体の関係にあります。毒劇法では毒物（法令上の表記は黄燐）に指定されています。
・c 単体：水銀は常温で液体である唯一の金属の単体です（非金属では臭素も常温で液体）。毒劇法では毒物に指定されています。
・d 化合物：塩化ナトリウムはナトリウムイオンと塩化物イオンがイオン結合でできた化合物です。

覚え方のポイント
分類は「純物質か混合物か」→「純物質なら単体か化合物か」の順に判断します。化学式に元素記号が1種類しかなければ単体（O3、P4、Hg）、2種類以上あれば化合物です。見た目や名前ではなく、化学式で判断する習慣をつけましょう。

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※本ページの問題・解説は、生成AI（人工知能）を活用して作成しています。