中学2年生の狸雄と高校2年生の幽美狐が会話しています。
幽美姉（ゆみねえ）はフッ素入り歯磨き粉を使ってるんだよね？
そうよ。フッ素にはむし歯予防の効果があるからね。
そんな歯磨き粉を使っちゃダメだよ！
どうして？
SMでインフルエンザが「フッ素は危険！」って警告してるんだって。友達から聞いたんだ。
あんたの言う「SM」は「SNS」で、「インフルエンザ」は「インフルエンサー」ね。どっちにしろ、友達から聞いた怪しい情報を真に受けないでちょうだい！
幽美狐は、フッ素に関する都市伝説を信じ込んでいる狸雄に、正しい知識を教えることにしました。そんな2人の会話を通して、中学入試や高校入試の理科で出やすい問題を確認しましょう。
フッ素入り歯磨き粉が危険って本当？
【問題】中学3年生の狸雄と高校2年生の幽美狐が、フッ素に関する都市伝説について話しています。この会話を読んで、後の問いに答えなさい。
フッ素は①塩素や②ヨウ素の仲間で、これらはまとめて「ハロゲン」と呼ばれているわ。確かにフッ素の③単体は猛毒なので、ハロゲンの中でも特に危険ね。
やっぱりフッ素は危険なんだ。
でも、フッ素の単体は反応しやすい気体だから、他の物質と④化合してフッ化物になるの。単体では存在しにくいってわけ。フッ素入り歯磨き粉に入っているのも、フッ素の単体じゃなくて、フッ化物のフッ化ナトリウムやモノフルオロリン酸ナトリウムよ。
でも、フッ化物にもフッ素が含まれてるんでしょ？ それなら、毒があるんじゃないの？
フッ素と同じハロゲンの塩素も、単体は⑤毒ガスに使われるくらい危険だわ。でも、⑥塩素とナトリウムの化合物は、私たちがよく食べてる⑦食塩よ。食塩は毒？
食塩は毒じゃない。じゃあ、フッ化物も安全なんだね。
もちろん、フッ化物も大量に摂取すれば健康被害が出るわ。それは食塩だって同じでしょ？
フッ素入り歯磨き粉を丸ごと一本食べたりしなければ問題ないってことだね。
そうよ。むしろ、適量のフッ化物はむし歯菌を弱らせて、むし歯菌が作る⑧酸の量を減らすの。さらに、歯の表面のエナメル質を強化したり、再石灰化（さいせっかいか）を促したりするわ。
フッ素を摂取するとガンになるとか、手足が動かなくなるとか、いろんな都市伝説があるのはどうして？
そうした都市伝説は、後の研究で否定された解釈や、特殊な環境でしか発生しない病気を根拠にしていて、信用するに値しないわ。だから、⑨情報が正しいかどうかをきちんとチェックして、怪しい情報を信じないことが大切よ。
(1) 下線部①の性質について述べた文として、誤っているものを次から1つ選び、記号で答えなさい。
ア 水に溶けやすい。
イ 空気より重い。
ウ 無色透明である。
エ 刺激臭がある。
オ 漂白作用がある。
(2) 下線部②を溶かしたヨウ素液は、何を加えるとどのように変化しますか。説明しなさい。
(3) 下線部③に当てはまる物質を次の中からすべて選び、記号で答えなさい。
ア 水 イ 硫黄 ウ ステンレス エ ダイヤモンド オ プラスチック
(4) 下線部④に関連して、銅1.2gを空気中で十分に加熱したら、空気中の酸素と化合して1.5gになりました。
- 銅と酸素が化合してできた物質の名前を答えなさい。
- 別の銅2.4gを加熱したら、加熱が不十分だったため2.8gになりました。酸素と化合しなかった銅は何gですか。
(5) 下線部⑤に関連して、次の1・2の説明に当てはまる毒ガスの名前を答えなさい。
- 温泉や火山の噴火口で発生し、腐った卵のような臭いがする。
- 不完全燃焼で発生し、血液中のヘモグロビンと結合する。
(6) 下線部⑥の正式な名前を答えなさい。
(7) 下線部⑦に関連して、食塩が水に溶ける量には限界があります。下の表は、さまざまな温度の水100gに溶けるだけ溶かした食塩の量を示したものです。計算結果は小数第2位を四捨五入しなさい。
| 水の温度（℃） | 20 | 40 | 60 | 80 |
|---|---|---|---|---|
| 食塩の量（g） | 35.8 | 36.3 | 37.1 | 38.0 |
- 40℃の水60gに食塩を溶けるだけ溶かすと、何g溶けますか。
- 80℃の水に食塩を溶けるだけ溶かした食塩水が100gあります。この食塩水を20℃まで冷やすと、何gの結晶が出てきますか。
(8) 下線部⑧に関連して、次の食品の中から酸性ではないものをすべて選び、記号で答えなさい。
ア レモン汁 イ 酢 ウ 重曹 エ こんにゃく オ ヨーグルト
(9) 下線部⑨について、「食品Xが人体に有害である」という情報が正しいかどうかを判断するには、どのようなことをチェックすべきでしょうか。狸雄と幽美狐の会話から考えて適切でないものを次から1つ選び、記号で答えなさい。
ア Xの化合に使われた物質の毒性。
イ Xの摂取量と人体への影響の関係。
ウ Xの安全性に関する最新の科学論文。
エ Xの健康被害を訴える人の生活状況。
【問題】の【解答】は以下の通りです。基本的な知識問題がほとんどなので、知らなければ覚えましょう。ただ、いくつかの問題はこの後で解説しますので、目を通しておくことをおすすめします。
問題の周辺知識や計算方法を解説
問題の周辺知識や計算方法を解説します。
(1) 塩素の性質
塩素は黄緑色の気体です。プールも塩素で消毒しているため、塩素の臭いはプールの臭いです。
(3) 単体・化合物・混合物
すべての物質は、1種類の物質だけでできている純物質と、2種類以上の物質が混ざり合った混合物に分けられます。さらに、純物質は、1種類の元素だけでできている単体と、2種類以上の元素からできている化合物に分けられます。以下はそれぞれの具体例です。
- 単体…酸素、炭素、硫黄、鉄、アルミニウム
- 化合物…水、塩化ナトリウム、酸化鉄、アンモニア
- 混合物…空気、塩酸、岩石
ステンレスは、鉄、炭素、クロムなどの混合物です。ダイヤモンドは炭素の単体です。プラスチックは「高分子化合物」と呼ばれるくらいですから化合物です。
(4) 銅の過熱実験
銅を十分に加熱すると、銅と酸素が4：1の質量比で化合します。このことを知らなくても、銅と酸化銅の質量比1.2：1.5＝4：5を求め、銅と酸化銅の質量比の差から銅と酸素の質量比を求められます。
2では、加熱後に増えた質量が2.8－2.4＝0.4（g）で、これが銅と化合した酸素の質量です。銅と酸素の質量比は4：1なので、0.4gの酸素と化合した銅の質量は0.4×4＝1.6（g）とわかります。したがって、酸素と化合しなかった銅は2.4－1.6＝0.8（g）です。
(7) 食塩の溶解度
物質（溶質）が液体（溶媒）に溶ける量の限界を「溶解度」といいます。また、物質が限界まで溶けた液体（溶液）を「飽和溶液」といいます。
食塩が水に溶けて食塩水となる場合、水の温度が高いほど溶解度が大きくなります。しかし、水の温度を高くしても極端に溶解度が大きくなるわけではありません。そのため、たとえば50％の濃度の食塩水を作ることはできません。
1も2も比を使って解くのが簡単でしょう。
1では、40℃の水の質量と、この水に溶けるだけ溶かした食塩の質量の比を考えます。求める食塩の質量をxgとすると、100：36.3＝60：xよりx＝36.3×\(\frac{60}{100}\)＝21.78≒21.8（g）です。
2ではまず、80℃の水に食塩を溶けるだけ溶かした食塩水の質量と、この食塩水に溶けた食塩の質量の比を考えます。80℃の食塩水100gに溶けた食塩の質量をygとすると、138：38＝100：yよりy＝38×\(\frac{100}{138}\)＝27.536…≒27.54（g）です。また、80°の食塩水100gの水は100－27.54＝72.46（g）です。
次に、20℃の水の質量と、この水に溶けるだけ溶かした食塩の質量の比を考えます。20℃の水72.46gに溶けた食塩の質量をzgとすると、100：35.8＝72.46：zよりz＝35.8×\(\frac{72.46}{100}\)＝25.940…≒25.94（g）です。
したがって、結晶となって出てきた食塩の質量は27.54－25.94＝1.6（g）です。
2の計算では、最終的な計算結果の小数第2位を四捨五入することから、途中の計算結果は小数第3位を四捨五入しています。
(8) 酸性やアルカリ性の食品
受験理科の知識レベルなら、「酸（す）っぱい食べ物は酸性」と覚えておきましょう。
重曹の正式な名前は炭酸水素ナトリウムで、水溶液は弱アルカリ性です。
こんにゃくは強アルカリ性です。製造過程で強アルカリ性の石灰水（水酸化カルシウム、消石灰）を使用するからです。石灰水は人の皮膚や粘膜を傷つける危険な物質です。ただし、微量に摂取するだけならば、胃液と中和されるため健康被害はありません。
(9) 情報が正しいかどうかを判断する方法
狸雄と幽美狐の会話では、毒ガスの塩素がナトリウムと化合してできた食塩は無毒であることが例として挙げられています。このことから、Xの化合に使われた物質に毒があるかどうかと、Xが有害かどうかは無関係です。したがって、アは適切ではありません。
イは「フッ化物も大量に摂取すれば健康被害が出るわ」から、ウとエは「そうした都市伝説は、後の研究で否定された解釈や、特殊な環境でしか発生しない病気を根拠にしていて、信用するに値しないわ」から、それぞれ適切と判断できます。
水道水フロリデーションって何？
フッ化物は歯磨き粉に入っているだけでなく、世界各国の水道水にも入っています。水道水に適量のフッ化物を添加してむし歯を予防する方法が「水道水フロリデーション」です。
水道水フロリデーションは、1945年にアメリカ・ミシガン州グランド・ラピッズなどの3か所で開始され、むし歯の発生率が低くなることが判明しました。その後、イギリスやオーストラリア、ブラジル、香港などでも水道水フロリデーションが導入されました。
WHO（世界保健機関）は「適切な量の水道水フッ化物添加やフッ化物塗布は、むし歯の予防に多大な利益がある」という見解を表明しています。
一方、水道水フロリデーションに反対する人々も少なくありません。水道水フロリデーションを政府や産業界、共産主義者、フリーメイソンなどの陰謀とする説も展開されてきました。こうした陰謀論にもとづいて、1997年の映画『陰謀のセオリー』では、メル・ギブソン演じる主人公、ジェリー・フレッチャーが「政府が水にフッ化物を入れるのは、私たちの意思を削ぐためだ」と発言しています。人気映画が人々の判断に与えた影響は決して無視できないでしょう。
1992年には、米アラスカ州フーパー湾で、装置の故障によって大量のフッ化物が飲料水中に添加され、296人が中毒となり、1人が死亡する事故が発生しました。歯の変色やエナメル質の変化などを引き起こす歯のフッ素症の他、悪性腫瘍やアルツハイマー型痴呆、肝障害などを指摘する意見もあります。
日本では、1952～1965年にかけて京都市山科地区で水道水フロリデーションが試験研究として実施されました。他にも、いくつかの地域で一時期実施されましたが、現在ではすべて中止されています。
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