金属元素の特定（基礎）
1. 次の金属元素のうち、黄色の炎色反応を示すものはどれですか。
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ナトリウムは鮮やかな黄色の炎色反応を示します。リチウムは赤色、カリウムは紫色（淡紅紫色）、カルシウムは橙赤色です。
イオンの推定（応用）
2. ある水溶液を炎の中に入れると、美しい黄緑色の炎色反応が見られました。この水溶液に最も含まれている可能性が高い金属イオンは次のうちどれですか。
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バリウムイオンは黄緑色の炎色反応を示します。ナトリウムイオンは黄色、カリウムイオンは紫色、銅イオンは青緑色です。
反応の仕組みと特徴
3. 炎色反応に関する次の記述のうち、誤っているものはどれですか。
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炎色反応は主にアルカリ金属やアルカリ土類金属など、一部の金属元素が示す現象であり、すべての元素が示すわけではありません。ただし、その特有の色彩から、金属元素の識別の手段として非常に有効です。
思考力・判断力問題
A、B、Cという3種類の未知の水溶液があります。それぞれの水溶液を白金線につけて炎の中に入れる実験を行ったところ、以下の炎色反応が観察されました。各水溶液に含まれる可能性が高い金属元素を特定し、その理由を説明しなさい。
- 水溶液A：強い黄色
- 水溶液B：赤色
- 水溶液C：紫色
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金属元素：ナトリウム
ナトリウムは、炎色反応において非常に特徴的な鮮やかな黄色の炎を示します。この色は炎色反応の中でも特に識別しやすい色のひとつです。
金属元素：リチウム
リチウムは、炎色反応において赤色の炎を示します。深紅色の炎を示すストロンチウムも赤色系の炎ですが、高校入試レベルでは赤色の炎色反応といえばリチウムがよく出題されます。
金属元素：カリウム
カリウムは、炎色反応において淡い紫色（または淡紅紫色）の炎を示します。この色はナトリウムなどの他の元素に比べて観察しにくいことがありますが、青色のコバルトガラスを通して見ると、ナトリウムの黄色い光を遮断し、カリウムの紫色の光が確認しやすくなります。