「炭酸カルシウム」はどの単元（分野）で学習しますか？

化学分野の「気体の性質」の単元で学習します。

「炭酸カルシウム」のテストや受験での重要度はどれくらいですか？

中学受験では「S」、高校入試では「S」、大学受験では「S」の重要度です。気体発生や中和、計算問題の題材として全学齢で最重要の物質。

炭酸カルシウムとは？中学受験・高校受験の頻出ポイントをわかりやすく解説

出典: Wikipedia

一般小学生

まとめ

炭酸カルシウム: 石灰石や大理石、貝殻などの主成分であり、化学式 CaCO₃ で表される無機化合物

塩酸と反応して二酸化炭素を発生させる性質を持つ
石灰水に二酸化炭素を吹き込んだ際に生じる白い沈殿の正体である
建築材料やチョーク、医薬品など幅広い用途で利用されている

解説

炭酸カルシウムは、塩酸（HCl）と反応して二酸化炭素（CO₂）、水（H₂O）、塩化カルシウム（CaCl₂）を生成します。化学反応式は CaCO₃ + 2HCl → CaCl₂ + H₂O + CO₂ と表されます。この反応は、実験室で二酸化炭素を発生させる代表的な方法です。

中学理科や高校化学の試験では、この反応における「量的関係」が頻出します。例えば、一定量の塩酸に対して炭酸カルシウムを増やしていくと、ある点までは気体の発生量が増加しますが、塩酸がすべて反応しきると（反応の限界点）、それ以上炭酸カルシウムを加えても気体は発生しません。グラフからこの屈曲点を読み取り、過不足なく反応する比率を計算する力が求められます。

項目	炭酸カルシウム	炭酸水素ナトリウム
化学式	CaCO₃	NaHCO₃
酸との反応	二酸化炭素が発生	二酸化炭素が発生
熱分解	約900℃以上の高温で分解	比較的低温で分解し、水も発生
主な用途	石灰石・大理石・チョーク	重曹・ふくらし粉・入浴剤

コラム

自然界では、サンゴや貝殻の主成分として存在し、長い年月をかけて石灰岩や大理石の地層を形成します。石灰水（水酸化カルシウム水溶液）に二酸化炭素を通すと、水に溶けにくい炭酸カルシウムができて白く濁りますが、さらに二酸化炭素を通し続けると、水に溶けやすい炭酸水素カルシウムに変化して再び透明になります。この現象は、自然界で鍾乳洞が削られたり、つらら石が形成されたりする仕組みと同じです。また、工業的にはセメントの原料や、胃酸を中和する制酸剤としても利用されています。

小学生のみなさんへ

炭酸たんさんカルシウムは、わたしたちのまわりにある石灰石や大理石、貝がらの主な成分です。学校で使うチョークも、この炭酸たんさんカルシウムから作られています。

この物質ぶっしつに塩酸をかけると、あわが出て二酸化炭素が発生します。理科の実験では、この方法で二酸化炭素を作ることが多いです。また、石灰水に二酸化炭素をふきこむと白くにごるのは、水の中に小さな炭酸たんさんカルシウムのつぶができるからです。

テストでは、塩酸の量と炭酸たんさんカルシウムの重さの関係をグラフから読みとる問題がよく出ます。どちらかが足りなくなると、それ以上あわが出なくなるというルールを覚えておきましょう。

ルラスタコラム

卵のからや、海のサンゴも炭酸カルシウムでできています。大昔の海の生き物の死がいが積み重なって、長い時間をかけて石灰岩という岩石の層になることもあるんですよ。

テストでの問われ方・理解度チェック

【基礎】炭酸カルシウムに塩酸を加えたとき、発生する気体は何ですか。

二酸化炭素

【応用】石灰水に二酸化炭素を吹き込むと白く濁りますが、さらに吹き込み続けると液の様子はどうなりますか。

炭酸水素カルシウムに変化して水に溶けるため、再び無色透明になります。

【実践】一定量の塩酸に炭酸カルシウムを加えていく実験で、ある量を超えると気体の発生量が増えなくなるのはなぜですか。

用意した塩酸がすべて反応しきってしまい、炭酸カルシウムをさらに加えても反応相手がなくなるため。

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