苦手な人が多い1分野の計算問題
中学の理科1分野の中で、化学については
知識問題の他に計算問題が出てきます。
入試でも聞かれることが多いのですが
私の知る限りでは
平易な問題でも正答率はそんなに高くないことがあります。
苦手意識を持つ生徒が非常に多いからです。
おそらく数学が得意な生徒でも
化学の計算問題には、苦手意識をもつ生徒が多いのではないでしょうか。
今回は化学の計算を乗り切るためのコツを書きます。
まずグラフの意味を読み取れることが基本
化学の計算問題でオーソドックスな出題パターンとしては
グラフを読み取りその数値を組み合わせて、化学反応の結果どのような量になるかを問うものが多くみられます。
まず基本的には、「グラフをしっかり読み取ること」が重要です。
「縦軸と横軸に書いてあることが何か」をしっかり把握して問題文を読めばできそうですが
少し応用になり、二種類の物質が化合して中和するタイプの問題（V字型のグラフ）や、途中から完全に反応しきってしまうタイプの問題などでは、
慣れないと何が書いてあるのか、どういう状況なのかがわかりません。
しかし、これも何回かやれば必ず意味がわかってきます。
パターンも実はかなり限られています。
したがって「同じタイプの問題を何回かやって慣れる」ということで必ず突破できます。
最初は難しいように見えますが、慣れてしまえば大したことではないのです。
まず、比でできないか考えてみる
これは高校の化学でも同じですが、
化学の計算問題は、その多くが「単純に量を比較すること」で解答を出せます。
したがって、同じものは何かに目をつけて「比」あるいは「比例式」を作れば
それだけでできてしまうことが実はほとんどなのです。
高校で化学の得意な生徒ほど、計算問題をやる前に先入観を持たずに問題文をよく読んで、「比較する量はどれとどれか」ということを一生懸命に探しています。
それだけで答えを出せてしまうことも多いからです。
これに対して苦手な生徒ほど
「何か難しい決まりや公式に当てはめないといけないはず」と
最初から自分の知識の引き出しを探ろうとして
結果、問題にぴったり合ったものがなく
諦めてしまうことが多いように思います。
順番が逆なのです。
1⃣まず問題文から「量の比較」で考えられないか検討して見る。
2⃣やっている内に、ちょうど使える公式や決まりがあることに気づく。
3⃣当てはめて正解
というやり方が正しいのですが
苦手な生徒ほど
1⃣まず問題文と関係なく公式を順に思い出す。
2⃣どれも問題文とは微妙にジャストフィットしない。
3⃣あきらめるか、適当に数値を入れて間違いとなる。
というやり方をしてしまいがちです。
そしてこれは、高校の化学の基本バージョンとも言える中学の化学にはよりあてはまることです。
ただし、少しだけ知識が必要な点がある場合もあるので、そこは覚えます。
化学の計算は、中学レベルでは数学のように応用の幅が深くありませんので
このように比や比例で容易にできてしまうことを知れば、早めに苦手意識も消えていくのではないでしょうか。
苦手な人が多い「一方に過不足がある場合の化合問題」も比で楽々解ける
化合の計算問題で、「物質の一部だけ反応したがまだ反応の途中である場合の計算」は
学校のテストでも入試でも非常によく出題されます。
しかし、とても多くの生徒がこれを苦手にしています。
これは、物質の状況が自分の頭の中に浮かばないため、漠然と難しいと思い込んでいることに原因があります。
一度できた生徒も後日やり方が分からなくなることがよくあり
生徒たちの頭を悩ませる典型的な問題だと言えます。
しかしこれから先の化学の学習では、こういう問題がむしろ主流になりますから、
突破の仕方をぜひ覚えておきたいところです。
実際の問題の例を挙げて説明します。
問題 3.0ｇのマグネシウムを加熱したら、加熱後の質量が3.8gであった。このとき反応せず残っているマグネシウムの質量を求めなさい。
やり方はまず、①マグネシウムと化合した酸素（加熱すると酸素と化合して酸化マグネシウムになる）の質量を求めます。3.8－3.0＝0.8で0.8ｇとわかります。増えたのは化合する相手の酸素に決まっているので、酸素の質量は引き算で出せます。
②この0.8ｇの酸素と実際に化合しているマグネシウムｘｇは、ｘ：0.8＝3：2より ｘ＝1.2ｇと比の計算で求められます。
③ここで3：2とはマグネシウムと酸素が過不足なく化合する場合の割合です。決まった割合で、できれば覚えておきたい数字です。
実際に反応したのが1.2ｇということですから、まだ残っているマグネシウムは、全体の3.0から反応した1.2を引いて、3.0－1.2＝1.8で1.8ｇということになります。
以上から、答えは1.8ｇです。
さて、この問題を正答するために必要なポイントは3つあります。
①増えたのは酸素で、その化合相手のマグネシウムの質量を出すことが必要という、そもそもの「解法」を知っていること
②マグネシウムと酸素の化合の比が「３：２」だと知っていること（暗記していなくても普通は問題文のグラフなどでわかります）
③「比の計算」ができることです。
①と②は2、3回やって覚えておけば大丈夫です。
③については言うまでもありません。
複雑そうに見えるのは、パターンとして頭に入っていないから
どうでしょうか。問題文を読むだけでは、
多くの人が「これいったいどうやったらいいの？」と思うのではないかと思います。
しかし、一見複雑そうな問題も
実は上述したようにパターン化したやり方があります。
聞いてみれば簡単だとわかると思います。
比較する数字を、順にわかり易く並べて書き出してみて
比や比例で比較計算してみれば、案外すっとできるものです。
そして同時に
パターンの数自体が実際には少ししかないという事にも気づくはずです。
そして化学の場合、
【簡単な知識＋比の計算】だけで解けるこのようなタイプの問題も、実は非常に多いのです。
それを頭に入れておくだけで、化学の計算問題への見方も大分変ってくると思います。
今後も皆さんのお役に立つ学習のコツを書いていきます。