2024年04月21日

高校化学「無機物質の性質」気体の判別

高校化学「無機物質の性質」気体の判別

◆問題

次の文章のA〜Eは、Cl2,HCl,H2S,NH3,H2のいずれかである。
A〜Eの気体の物質名を答えよ。

(1) Aは水に溶けにくいが、他の気体は水に溶ける。特にB,Cはよく溶ける。
(2) 硝酸銀水溶液にB,Dを通じると、白色沈殿を生じる。
(3) AとDの混合気体に日光をあてると、爆発的に反応してBを生じる。
(4) 酢酸鉛(U)水溶液にEを通じると、黒色沈殿を生じる。


解答はこのページ下に掲載します。


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◆解答

気体は「Cl2,HCl,H2S,NH3,H2」の5種類です。

(1) Aは水に溶けにくいが、他の気体は水に溶ける。特にB,Cはよく溶ける。
5種類の気体のうち、水に溶けにくいのは水素ですね。つまりこの時点でAは水素とわかります。
水によく溶けるのは、HClとNH3です。

(2) 硝酸銀水溶液にB,Dを通じると、白色沈殿を生じる。
硝酸銀水溶液に、水素以外の4種類の気体のを通じた場合に生じる「白色沈殿」は、AgClではないかと推定します。
Cl-が出てくるのは、Cl2とHClです。
(1)と組み合わせると、BがHCl,DがCl2とわかりますね。

(3) AとDの混合気体に日光をあてると、爆発的に反応してBを生じる。
BはHCl、DはCl2、AはH2とわかっていますね。
2+Cl2→2HCl
という反応です。

(4) 酢酸鉛(U)水溶液にEを通じると、黒色沈殿を生じる。
残りはH2SとNH3です。
この反応がおこるのは、H2Sですね!硫化水素は多くの金属イオンと反応して沈殿を生じます
つまり、EがH2Sで、残ったCがNH3とわかります。

物質名で答えると、

A:水素、B:塩化水素、C:アンモニア、D:塩素、E:硫化水素


◆関連項目
塩素塩酸(塩化水素)アンモニア硫化水素
酢酸鉛とタンパク質の反応
非金属元素まとめ


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2024年04月16日

高校化学「無機物質」室温で無色の気体を推定する問題B

高校化学「無機物質」室温で無色の気体を推定する問題B

◆問題
室温で無色の気体であるA〜Fの性質等について表にまとめた。

気体発生法におい水に対する溶解性その他の性質
 刺激臭溶ける水溶液は塩基性
亜硫酸水素ナトリウムに希硫酸を加える刺激臭溶ける漂白剤としても利用
 無臭溶けにくい室温で安定
塩化ナトリウムに濃硫酸を加える刺激臭溶ける水溶液は酸性
 腐卵臭少し溶ける金属イオンの検出に利用
亜鉛に希硫酸を加える無臭溶けにくい最も密度が小さい気体

CとFは単体であり、@体積比でC:F=1:3の割合で混合し、鉄を主成分とする触媒のもと、高温高圧で反応させるとAが得られる。AAとDが接触して反応すると白煙が生じる。BEの水溶液にBを通じると溶液が白濁する


(2) B,D,Fの発生法をそれぞれ化学反応式で表せ。

(3) 下線部@,A,Bの反応をそれぞれ化学反応式で表せ。


(3)の解答解説はこのページ下


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◆解答解説


@「C:F=1:3の割合で混合し……Aが得られる」

要するに窒素と水素でアンモニアが合成される。という反応ですね。

アンモニアの工業的製法「ハーバー・ボッシュ法」の反応ですね。

2+3H2→2NH3


A「AとDが反応して白煙を生じる」

Aはアンモニア、Dは塩化水素ですね。

NH3+HCl→NH4Cl


B「Eの水溶液にBを通じると溶液が白濁する」

Eは硫化水素、Bは二酸化硫黄ですね。

2H2S+SO2→3S+2H2



◆関連項目
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2024年04月15日

高校化学「無機物質」室温で無色の気体を推定する問題A

高校化学「無機物質」室温で無色の気体を推定する問題A


◆問題

室温で無色の気体であるA〜Fの性質等について表にまとめた。

気体発生法におい水に対する溶解性その他の性質
 刺激臭溶ける水溶液は塩基性
亜硫酸水素ナトリウムに希硫酸を加える刺激臭溶ける漂白剤としても利用
 無臭溶けにくい室温で安定
塩化ナトリウムに濃硫酸を加える刺激臭溶ける水溶液は酸性
 腐卵臭少し溶ける金属イオンの検出に利用
亜鉛に希硫酸を加える無臭溶けにくい最も密度が小さい気体


CとFは単体であり、体積比でC:F=1:3の割合で混合し、鉄を主成分とする触媒のもと、高温高圧で反応させるとAが得られる。AとDが接触して反応すると白煙が生じる。Eの水溶液にBを通じると溶液が白濁する。



(2) B,D,Fの発生法をそれぞれ化学反応式で表せ。


(2)の解答解説はこのページ下


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◆解答解説

B「亜硫酸水素ナトリウムに希硫酸を加える」
この反応では、硫酸ナトリウムと二酸化硫黄が発生します。そして、余ったHとOで水ができる。と考えれば良いでしょう。

NaHSO3+H2→Na2SO4+SO2+H2

D「塩化ナトリウムに濃硫酸を加える」
この反応では、塩化水素の他に、硫酸水素ナトリウムができます。
NaCl+H2SO4→NaHSO4+HCl

F「亜鉛に希硫酸を加える」
これは中学理科でも出てくる反応ですね。
Zn+H2SO4→ZnSO4+H2




◆関連項目





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2024年04月14日

高校化学「無機物質」室温で無色の気体を推定する問題@

高校化学「無機物質」室温で無色の気体を推定する問題@


◆問題

室温で無色の気体であるA〜Fの性質等について表にまとめた。

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CとFは単体であり、体積比でC:F=1:3の割合で混合し、鉄を主成分とする触媒のもと、高温高圧で反応させるとAが得られる。AとDが接触して反応すると白煙が生じる。Eの水溶液にBを通じると溶液が白濁する。


(1) A〜Fの気体の化学式を答えよ。



(1)の解答解説はこのページ下



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◆解答解説


まずわかりやすいのは、文章の説明があるC,F,Aではないでしょうか?

「CとFは単体であり、体積比でC:F=1:3の割合で混合し、鉄を主成分とする触媒のもと、高温高圧で反応させるとAが得られる」とあるので、Aはアンモニア、Cは窒素、Fは水素ですね。

表の中の性質も確認すると、間違いないと判断できると思います。


続いて、「AとDが接触して反応すると白煙が生じる」ことと、Aがアンモニアとわかっていることから、「塩酸とアンモニアでNH4Clの白煙が生じる」反応ではないかと推定できるはずです。

つまり、Dは塩化水素です。


残るBとEは、それぞれの表の説明から考えると良いと思います。

Bは「亜硫酸水素ナトリウムに希硫酸」という操作、「漂白剤としても利用」から二酸化硫黄ではないかと判断します。


Eは「腐卵臭」「金属イオンの検出」から硫化水素と推定できると思います。


というわけでまとめると、


A・・・NH3,B・・・SO2,C・・・N2,D・・・HCl,E・・・H2S,F・・・H2






◆関連項目





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2024年03月27日

高校化学「無機物質」硫酸の性質

高校化学「無機物質」硫酸の性質

◆問題

硫酸は、@酸化作用、A脱水作用、B不揮発性、C吸湿性、D強酸性といった性質をもつ。
次のそれぞれの変化は、@〜Dのどの性質によるものか答えよ。

a.スクロースに濃硫酸を加えると、黒色に変化する。
b.濃硫酸に湿った塩素を通じると、乾燥した塩素になる。
c.銅に濃硫酸を加えて加熱すると、二酸化硫黄が発生する。
d.亜鉛に希硫酸を加えると、水素が発生する。


解答解説はこのページ下


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◆解答解説

硫酸は、@酸化作用、A脱水作用、B不揮発性、C吸湿性、D強酸性といった性質をもつ。
次のそれぞれの変化は、@〜Dのどの性質によるものか答えよ。

a.スクロースに濃硫酸を加えると、黒色に変化する。・・・A
この黒色の物質は炭素です。
122211→12C+11H2
このようにして、スクロースからH2Oが取れる反応が起こります。この作用を脱水作用といいます。

b.濃硫酸に湿った塩素を通じると、乾燥した塩素になる。・・・C
濃硫酸は吸湿性が強く、気体の乾燥剤として用いられます。

c.銅に濃硫酸を加えて加熱すると、二酸化硫黄が発生する。・・・@
「濃硫酸を加えて加熱する」つまり「熱濃硫酸」です。
銅は水素よりもイオン化傾向が小さいので、希硫酸には溶けないものの、熱濃硫酸には溶けます。
Cu+2H2SO4→CuSO4+2H2O+SO2

d.亜鉛に希硫酸を加えると、水素が発生する。・・・D
中学理科でも出てくる反応ですね。
Zn+H2SO4→ZnSO4+H2


◆関連項目
希硫酸濃硫酸
非金属元素まとめ


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2024年03月18日

高校化学「無機物質の性質」塩素の製法と性質A

高校化学「無機物質の性質」塩素の製法と性質A

◆問題

塩素は、(@)色で有毒な気体で、実験室では酸化マンガン(W)に濃塩酸を加えて加熱すると得られる。また、塩素は、高度さらし粉(A)を使っても生じさせることができる

塩素は、水に少し溶け、一部が水と反応して塩化水素と(B)を生じる。この水溶液を塩素水といい、塩素水は強い(C)作用を持ち、(D)紙を青色に変える。

(1) 空欄に適語を入れよ。ただし、Aは化学式を答えよ。

(2) 下線部の反応をそれぞれ化学反応式で示せ。


解答はこのページ下に掲載します。


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◆解答

「塩素は酸化マンガン(W)に濃塩酸を加えて加熱すると得られる」
MnO2+4HCl→MnCl2+2H2O+Cl2

「塩素は、高度さらし粉Ca(ClO)2・2H2を使っても生じさせることができる」
Ca(ClO)2・2H2O+4HCl→CaCl2+4H2O+2Cl2

「塩素は、水に少し溶け、一部が水と反応して塩化水素と次亜塩素酸を生じる」
Cl2+H2O⇄HCl+HClO


(1)に戻る→空欄に適語を入れる問題


◆関連問題
塩素の主な特徴
非金属元素まとめ
典型金属元素まとめ


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2024年03月17日

高校化学「無機物質の性質」塩素の製法と性質@

高校化学「無機物質の性質」塩素の製法と性質@

◆問題

塩素は、(@)色で有毒な気体で、実験室では酸化マンガン(W)に濃塩酸を加えて加熱すると得られる。また、塩素は、高度さらし粉(A)を使っても生じさせることができる。

塩素は、水に少し溶け、一部が水と反応して塩化水素と(B)を生じる。この水溶液を塩素水といい、塩素水は強い(C)作用を持ち、(D)紙を青色に変える。

(1) 空欄に適語を入れよ。ただし、Aは化学式を答えよ。


解答はこのページ下に掲載します。


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◆解答

@黄緑、ACa(ClO)2・2H2O、B次亜塩素酸、C酸化、Dヨウ化カリウムデンプン

塩素は、黄緑色で有毒な気体で、実験室では酸化マンガン(W)に濃塩酸を加えて加熱すると得られる。また、塩素は、高度さらし粉Ca(ClO)2・2H2を使っても生じさせることができる。

塩素は、水に少し溶け、一部が水と反応して塩化水素と次亜塩素酸を生じる。この水溶液を塩素水といい、塩素水は強い酸化作用を持ち、ヨウ化カリウムデンプン紙を青色に変える。


次の問題→化学反応式


◆関連問題
塩素の主な特徴
非金属元素まとめ
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2024年03月16日

高校化学「無機物質の性質」オゾンの性質等

高校化学「無機物質の性質」オゾンの性質等

◆問題

酸素の[ ]であるオゾンは、酸素中で放電を行うか、酸素に[ ]を当てると得られる。オゾンは酸化力が強いので、ヨウ化カリウム水溶液に通じると、ヨウ素が生成する


(1) 空欄にそれぞれ適語を入れよ。

(2) 下線部の変化を化学反応式で示せ。


解答はこのページ下に掲載します。


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◆解答

(1) 空欄に適語を入れよ。
酸素の[同素体]であるオゾンは、酸素中で放電を行うか、酸素に[紫外線]を当てると得られる。オゾンは酸化力が強いので、ヨウ化カリウム水溶液に通じると、ヨウ素が生成する


(2) ヨウ化カリウム水溶液にオゾンを通じると、ヨウ素が生成する。という反応が起きます。
水溶液の水もかかわって、ヨウ素だけでなく、酸素と水酸化カリウムも生成します。
まずはそれぞれの化学式を書き並べると、

KI+O3+H2O→I2+O2+KOH

あとは係数を合わせて、

2KI+O3+H2O→I2+O2+2KOH


◆関連問題
酸素の性質等酸化物
ヨウ素

非金属元素まとめ
典型金属元素まとめ


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2024年03月15日

高校化学「無機物質の性質」酸素の製法・密度

高校化学「無機物質の性質」酸素の製法・密度

◆問題

酸素は空気中に約21%含まれる無色無臭の気体である。工業的には液体空気からつくられているが、実験室では酸化マンガン(W)を触媒として過酸化水素を分解して得られる。

(1) 下線部の操作の名前を答えよ。

(2) 標準状態での気体の酸素の密度[g/L]を求めよ。ただし、O=16とする。


解答はこのページ下に掲載します。


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◆解答

(1) 空気には様々な種類の気体が含まれていて、一度液体にした空気を、それぞれの沸点の違いを利用して分離することができます。
この操作を「分留」といいます。


(2) 酸素の分子量は16×2=32だから、1molで32gです。
1mol=22.4Lだから、

32/22.4=1.428…

有効数字を3桁とすると、1.43g/L


◆関連項目
オゾンの性質等
非金属元素まとめ
典型金属元素まとめ


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2024年03月14日

高校化学「無機物質の性質」酸化物の種類と性質

高校化学「無機物質の性質」酸化物の種類と性質

◆問題

酸化物について、次の文章の空欄に適語を入れよ。

酸性酸化物は(@)C,N,S,Pなどの酸化物で、水と反応して(A)を生じる。塩基と反応する。などの性質がある。
塩基性酸化物は(B)Na,Mg,Caなどの酸化物で、水と反応して(C)を生じる。酸と反応する。などの性質がある。
両性酸化物は両性元素(D),(E)などの酸化物で、酸と塩基の両方と反応する。などの性質がある。


解答はこのページ下に掲載します。


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◆解答

@非金属元素、Aオキソ酸、B金属元素、C塩基、DAl、EZn

酸性酸化物は非金属元素C,N,S,Pなどの酸化物で、水と反応してオキソ酸を生じる。塩基と反応する。などの性質がある。
塩基性酸化物は金属元素Na,Mg,Caなどの酸化物で、水と反応して塩基を生じる。酸と反応する。などの性質がある。
両性酸化物は両性元素Al,Znなどの酸化物で、酸と塩基の両方と反応する。などの性質がある。


非金属元素まとめ
典型金属元素まとめ


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高校化学「無機物質の性質」硝酸の合成C

高校化学「無機物質の性質」硝酸の合成C

◆問題

硝酸は、工業的にはアンモニアの酸化によってつくられる。(@)を触媒として、800〜900℃でアンモニアと空気中の酸素を反応させて(A)をつくり、これを空気中で酸化して(B)としたのち、温水と反応させて硝酸を得る。この方法を(C)という。

(1) @〜Cに適語を入れよ。

(2) この文章で示される三段階の化学変化を表す化学反応式を書け。

(3) (2)で表した三段階の化学反応を1つにまとめて反応全体を表す化学反応式を書け。

(4) アンモニア3.4kgをすべてHNO3にしたとすると、70%の濃硝酸は何kgできるか求めよ。


(4)の解答はこのページ下に掲載します。


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◆解答

(3)で、この化学反応は要するに、

NH3+2O2→HNO3+H2

この1つの式にまとめることができるとわかりました。
あとはこれを利用して、数量を求めてみましょう!

N=14,H=1.0だから、NH3=17です。
3.4kg=3400gだから、3.4kgのアンモニアの物質量は、

3400/17=200mol

となります。

化学反応式から、NH3:HNO3=1:1の割合だから、生じるHNO3も200molとわかります。
H=1.0,N=14,O=16だから、HNO3=1+14+48=63です。
だから200molの硝酸は200×63=12600gです。

そして、「70%の濃硝酸」とは、質量パーセント濃度が70%ですね。
溶媒の水をxg入れるとすると、

{12600/(x+12600)}×100=70

このような式ができます。あとは計算して、

12600/(x+12600)=0.7
12600=0.7x+12600×0.7
0.7x=12600−12600×0.7
0.7x=12600×0.3
  7x=12600×3
   x=1800×3
   x=5400

水を5400g加えれば良いことがわかりました。
濃硝酸全体の質量は、

12600+5400=18000g=18kg

ですね!


この問題の最初に戻る→(1) @〜Cに適語を入れよ。


オストワルト法
非金属元素まとめ


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2024年03月13日

高校化学「無機物質の性質」硝酸の合成B

高校化学「無機物質の性質」硝酸の合成B

◆問題

硝酸は、工業的にはアンモニアの酸化によってつくられる。(@)を触媒として、800〜900℃でアンモニアと空気中の酸素を反応させて(A)をつくり、これを空気中で酸化して(B)としたのち、温水と反応させて硝酸を得る。この方法を(C)という。

(1) @〜Cに適語を入れよ。

(2) この文章で示される三段階の化学変化を表す化学反応式を書け。

(3) (2)で表した三段階の化学反応を1つにまとめて反応全体を表す化学反応式を書け。


(3)の解答はこのページ下に掲載します。


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◆解答

(2)で表した3つの化学反応式は、

4NH3+5O2→4NO+6H2 …@

2NO+O2→2NO2 …A

3NO2+H2O→2HNO3+NO …B

これらになります。
このような一連の反応式をまとめるときは、両辺に存在する同じ物質をプラマイゼロで消去するようにしていきます。

Bの式には、NOも含まれているので、まずはAとBのNO2に注目すると、
A×3+B×2で、NO2を消去することができます。

A×3・・・6NO+3O2→6NO2
B×2・・・6NO2+2H2O→4HNO3+2NO

これらを合わせると、

6NO+3O2+6NO2+2H2O→6NO2+4HNO3+2NO

両辺に共通するものを消去すれば、

4NO+3O2+2H2O→4HNO3

このような式が得られます。
@の右辺には4NOがあるので、ちょうどそのまま足せばOKです。

4NO+3O2+2H2O+4NH3+5O2→4HNO3+4NO+6H2

これも両辺で共通するものを消して、同じものをまとめれば、
4NH3+8O2→4HNO3+4H2

係数は全て4の倍数なので4で割ると、
NH3+2O2→HNO3+H2

これで1つにまとめた化学反応式が完成です!


次の問題→アンモニア3.4kgの場合


オストワルト法
非金属元素まとめ


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2024年03月12日

高校化学「無機物質の性質」硝酸の合成A

高校化学「無機物質の性質」硝酸の合成A

◆問題

硝酸は、工業的にはアンモニアの酸化によってつくられる。(@)を触媒として、800〜900℃でアンモニアと空気中の酸素を反応させて(A)をつくり、これを空気中で酸化して(B)としたのち、温水と反応させて硝酸を得る。この方法を(C)という。

(1) @〜Cに適語を入れよ。

(2) この文章で示される三段階の化学変化を表す化学反応式を書け。


(2)の解答はこのページ下に掲載します。


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◆解答

まず1つめの化学反応は、「アンモニアと空気中の酸素を反応」させる。という部分です。
(1)でも考えたように、この反応でまずは一酸化窒素ができます。Hが余ってしまうので、Oと結合して水ができる。と考えれば良いです。

NH3+O2→NO+H2

係数を合わせると、

4NH3+5O2→4NO+6H2


続いて2つめの化学反応は、「これを空気中で酸化して二酸化窒素とした」という部分です。
この文の「これ」は1段階目で生じた一酸化窒素ですね。というわけで、

NO+O2→NO2

係数を合わせると、

2NO+O2→2NO2


3段階目の化学反応は、二酸化窒素を「温水と反応させて硝酸を得る」という部分です。
硝酸だけができるわけではなく、副生成物として一酸化窒素が生じます。

NO2+H2O→HNO3+NO

係数を合わせると、

3NO2+H2O→2HNO3+NO


次の問題→化学反応式をまとめる


オストワルト法
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2024年03月11日

高校化学「無機物質の性質」硝酸の合成@

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◆問題

硝酸は、工業的にはアンモニアの酸化によってつくれる。(@)を触媒として、800〜900℃でアンモニアと空気中の酸素を反応させて(A)をつくり、これを空気中で酸化して(B)としたのち、温水と反応させて硝酸を得る。この方法を(C)という。

(1) @〜Cに適語を入れよ。


(1)の解答はこのページ下に掲載します。


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◆解答

@白金、A一酸化窒素、B二酸化窒素、Cオストワルト法

硝酸は、工業的にはアンモニアの酸化によってつくれる。白金を触媒として、800〜900℃でアンモニアと空気中の酸素を反応させて一酸化窒素(NO)をつくり、これを空気中で酸化して二酸化窒素(NO2としたのち、温水と反応させて硝酸を得る。この方法をオストワルト法という。


次の問題→化学反応式


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2024年03月08日

高校化学「無機物質」硫黄の化合物A

高校化学「無機物質」硫黄の化合物A

◆問題

硫黄とその化合物の図について、次の問いに答えよ。

   二酸化硫黄   酸素     酸素
[ ア ] → [ S ] → [ イ ] → [ ウ ]

 ↑(a)硫酸        (b)銅↑加熱
                 (c)塩化ナトリウム
[FeS]         [H2SO4] → [ エ ]
                  加熱

(1) ア〜エの硫黄化合物の化学式を答えよ。

(2) a,b,cの化学変化を化学反応式で表せ。


(2)の解答解説はこのページ下

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◆解答

(a) FeS+H2SO4→FeSO4+H2
「弱酸の塩+強酸→強酸の塩+弱酸」のパターンです。

(b)2H2SO4+Cu→CuSO4+2H2O+SO2
熱濃硫酸は酸化力が強い酸で、銅を溶かします。

(c)NaCl+H2SO4→NaHSO4+HCl
「揮発性の酸の塩+不揮発性の酸→不揮発性の酸の塩+揮発性の酸」のパターンです。


(1)に戻る


◆関連項目
硫黄の性質希硫酸濃硫酸
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2024年03月07日

高校化学「無機物質」硫黄の化合物@

高校化学「無機物質」硫黄の化合物@

◆問題

硫黄とその化合物の図について、次の問いに答えよ。

   二酸化硫黄   酸素     酸素
[ ア ] → [ S ] → [ イ ] → [ ウ ]

 ↑(a)硫酸        (b)銅↑加熱
                 (c)塩化ナトリウム
[FeS]         [H2SO4] → [ エ ]
                  加熱

(1) ア〜エの硫黄化合物の化学式を答えよ。


解答解説はこのページ下

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◆解答

[ア]・・・H2
「弱酸の塩+強酸→強酸の塩+弱酸」のパターンです。

[イ]・・・SO2
熱濃硫酸は酸化力が強い酸で、銅を溶かします。

[ウ]・・・SO3
二酸化硫黄に酸素を付加したので、酸素が増えたと考えます。

[エ]・・・NaHSO4
「揮発性の酸の塩+不揮発性の酸→不揮発性の酸の塩+揮発性の酸」のパターンです。


次の問題→化学反応式


◆関連項目
硫黄の性質希硫酸濃硫酸
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2024年03月04日

高校化学「無機物質」ハロゲンに関する化学反応式

高校化学「無機物質」ハロゲンに関する化学反応式

◆問題

ハロゲンに関する次の反応を化学反応式で表せ。

@フッ素は水と激しく反応する。
A塩素は水に溶けて次亜塩素酸を生じる。
Bフッ化水素酸はガラス(主成分はSiO2)を溶かす。
C高度さらし粉Ca(ClO)2に希塩酸を加えると塩素を生じる。
D塩化水素はアンモニアと反応して白煙を生じる。
E塩化ナトリウムに濃硫酸を加えると塩化水素を生じる。


解答解説はこのページ下


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◆解答

まずはそれぞれの物質の化学式を書き、それから係数を合わせる。という考え方で書いていきます。

@フッ素は水と激しく反応する。

フッ素と水が反応して、フッ化水素ができて、残りは酸素。というわけで、

2+H2O→HF+O2

あとは係数を合わせると、

2F2+2H2O→4HF+O2


A塩素は水に溶けて次亜塩素酸を生じる。

次亜塩素酸と塩化水素の混合物が生じます。

Cl2+H2O⇄HClO+HCl

この場合は、このままで両辺の原子の個数が合っているので完成!


Bフッ化水素酸はガラス(主成分はSiO2)を溶かす。

酸化数はHが+1,Siが+4,Fが−1だから、生じるのはH2SiF6

HF+SiO2→H2SiF6+H2

あとは係数を合わせて、

6HF+SiO2→H2SiF6+2H2


C高度さらし粉Ca(ClO)2に希塩酸を加えると塩素を生じる。

塩素以外には塩化カルシウムと水を生じます。

Ca(ClO)2・2H2O+HCl→CaCl2+H2O+Cl2

係数を合わせると、

Ca(ClO)2・2H2O+4HCl→CaCl2+4H2O+2Cl2


D塩化水素はアンモニアと反応して白煙を生じる。

塩化水素の検出反応ですね。白煙はNH4Clです。

HCl+NH3→NH4Cl


E塩化ナトリウムに濃硫酸を加えると塩化水素を生じる。

塩化水素の他には、NaHSO4を生じます。

NaCl+H2SO4→HCl+NaHSO4

塩化水素の実験室的製法です。


◆関連項目
フッ素塩素臭素ヨウ素
ハロゲン
非金属元素まとめ


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2024年02月28日

高校化学「無機物質」ハロゲンの性質や色

高校化学「無機物質」ハロゲンの性質や色

◆問題
ハロゲンの性質について、次の文章の空欄を埋めてください。


ハロゲンの単体は各原子が(@)結合で結合した二原子分子で、(A)作用を示す。原子番号が大きいものほど、融点・沸点が(B高く/低く)、酸化力は(C強い/弱い)。
フッ素は淡黄色の気体、塩素は(D)色の気体、臭素は赤褐色の(E)、ヨウ素は(F)色の固体である。これらのうち(G)は最も水に溶けにくいが、ヨウ化カリウム水溶液にはよく溶ける。


解答解説はこのページ下


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@共有、A酸化、B高く、C弱い、D黄緑、E液体、F黒紫、Gヨウ素

ハロゲンの単体は各原子が共有結合で結合した二原子分子で、酸化作用を示す。原子番号が大きいものほど、融点・沸点が高く酸化力は弱い
フッ素は淡黄色の気体塩素は黄緑色の気体臭素は赤褐色の液体ヨウ素は黒紫色の固体である。これらのうちヨウ素は最も水に溶けにくいが、ヨウ化カリウム水溶液にはよく溶ける。


◆関連項目
フッ素塩素臭素ヨウ素
ハロゲン
非金属元素まとめ


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2024年02月21日

高校化学「原子量概数」

高校化学「原子量概数」

化学の計算問題でよく登場する原子のノーマルな原子量の値の一覧です。
通常は問題文や問題の表紙などに書かれているので、覚える必要はありませんが、知っていると問題が楽に解ける場合もあります。

 H・・・1.0
He・・・4.0
 C・・・12
 N・・・14
 O・・・16
 F・・・19
Ne・・・20
Na・・・23
Mg・・・24
Al・・・27
 P・・・31
 S・・・32
Cl・・・35.5
 K・・・39
Ca・・・40
Fe・・・56
Cu・・・63.5
Zn・・・65.4
Br・・・80
Ag・・・108
 I・・・127
Ba・・・137
Pb・・・207


※原子には同位体が存在するので、有効数字や存在比などの条件次第ではこれらの値とは違う数値を使う場合もあります。


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2024年02月15日

高校化学「物質の変化」メタンとプロパンの混合気体の燃焼B

高校化学「物質の変化」メタンとプロパンの混合気体の燃焼B

■問題

メタンCH4とプロパンC38の混合気体を完全燃焼させると、標準状態で156.8mLの二酸化炭素と0.198gの水が得られた。この化学反応について次の問いに答えよ。

(1) メタンとプロパンの完全燃焼の化学反応式をそれぞれ書け。

(2) 燃焼前の混合気体中のメタンとプロパンの物質量の比を整数値で求めよ。

(3) この混合気体を完全燃焼させるために必要な酸素の体積は何mLか求めよ。


↓(3)の解答解説はお知らせの下↓


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■解答解説

(2)で、メタンは0.0025mol,プロパンは0.0015mol含まれていたことがわかりました。
あとは、化学反応式と量的関係を考えて、酸素の物質量を求め、体積に変換すればOKですね!

メタンの燃焼は、

CH4+2O2→CO2+2H2

だから、メタン:酸素=1:2です。
つまり、この混合気体中のメタンの燃焼に使われる酸素の物質量は、0.0025×2=0.005molですね。

プロパンの燃焼は、

38+5O2→3CO2+4H2

だから、プロパン:酸素=1:5です。
ということは、この混合気体中のプロパンの燃焼に使われる酸素の物質量は、0.0015×5=0.0075molです。


合計で、0.005+0.0075=0.0125molの酸素が使われることになります。

今回はmLで聞いているので、これをmLに直します。

0.0125=1/80だから、まずはLで体積を求めると、(22.4/80)Lです。
さらにmLに直せば、

22400/80=2240/8=280mL


この問題の最初に戻る→メタンとプロパンの完全燃焼の化学反応式


◆関連問題
0.50molの水素と反応する酸素と生じる水1.2gのアルミニウムと反応する硫酸
物質量、濃度、化学反応式と量的関係まとめ

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