2020年6月11日 / 最終更新日時 : 2023年2月24日 iisemi 高校化学

一問一答『高校化学／無機／気体の製法』

2020年　月　日　無機1314～1343

　硫化鉄(Ⅱ)に希硫酸を作用させ発生する気体(　1　)を硝酸銅(Ⅱ)水溶液に通じると、(　2　)色の沈殿(　3　)が生じる。

(1)　硫化水素H₂S　　(2)　黒　　(3)　硫化銅(Ⅱ)CuS

　硫化鉄(Ⅱ)に希塩酸を加えた場合に生成する気体は(　1　)である。

(1)　硫化水素H₂S

　硫化鉄(Ⅱ)と希硫酸を反応させると(　1　)臭の有毒な気体(　2　)が発生する。

(1)　腐卵　　(2)　硫化水素H₂S

　(　1　)は、石灰石に希塩酸を加えると発生し、(　2　)色、(　3　)臭で、水に溶解して(　4　)性を示す。

(1) 二酸化炭素CO₂　　(2) 無　　(3)　無　　(4)　弱酸

　(　1　)は亜硫酸ナトリウムに希硫酸を加えると発生する。

(1) 二酸化硫黄SO₂

　アンモニアは(　1　)色で(　2　)臭を持ち、空気より(　3　)い気体である。実験室では(　4　)に(　5　)（順不同）を混合して加熱することによって得られ、(　6　)置換で捕集する。

(1)　無　　(2)　刺激　　(3)　軽　　(4)　塩化アンモニウムNH₄Cl　　(5)　水酸化カルシウム　　(6)　上方

　(　1　)は、塩化アンモニウムと水酸化カルシウムの混合物を(　2　)すると発生する。(　3　)と直ちに反応して白煙を生じる。

(1) アンモニア　　(2) 加熱　　(3)　塩化水素HCl

　希硫酸は強酸であり、亜鉛を溶解し気体(　1　)を発生させるが、銅を溶解しない。

(1) 水素H₂

　鉄に希塩酸を加えると、鉄が溶けて(　1　)が発生する。

(1)　水素H₂

　銅を熱濃硫酸に加えると、気体(　1　)を発生しながら溶けて(　2　)を生じる。この時、銅原子は(　3　)される。

(1) 二酸化硫黄SO₂　　(2) 硫酸銅(Ⅱ)CuSO₄　　(3)　酸化

　高温で空気中の酸素と窒素が直接反応して(　1　)や(　2　)（順不同）などの(　3　)酸化物を生成する。実験室では、銅に(　4　)を反応させることによりNOを、また、銅に(　5　)を反応させることでNO₂を発生させることができる。NO₂は(　6　)色の気体で、２分子のNO₂が結合した(　7　)は(　8　)色の気体である。

(1) 一酸化窒素NO　　(2) 二酸化窒素NO₂　　(3)　窒素　　(4)　希硝酸HNO₃　　(5)　濃硝酸HNO₃　　(6)　赤褐　　(7)　四酸化二窒素N₂O₄　　(8)　無

　銅に濃硫酸を加えて加熱すると、気体(　1　)が発生して銅が溶解する。これは濃硫酸が(　2　)力を持つ酸としてはたらくためである。また、二酸化硫黄を硫化水素の水溶液に通じると、単体の(　3　)と水を生成する。

(1)　二酸化硫黄SO₂　　(2)　酸化　　(3)　硫黄S

　次の金属のうち、常温で希硝酸と濃硝酸のどちらにもよく溶けるのは(　1　)である。

　a　アルミニウム　　b　鉄　　c　白金
　d　ニッケル　　e　水銀　　f　金

(1)　e　水銀Hg
　Fe、Ni、Alは濃硝酸と不動態をつくる。

　酸化マンガン(Ⅳ)に濃塩酸を加えてフラスコ内で加熱する際に起きる反応は、実験室で(　1　)を発生させるときに用いられるが、反応中のフラスコの気相には空気と(1)以外に(　2　)や水蒸気が含まれる。純粋な(1)を得るためには、まず(　3　)を除去するためにフラスコから導いた気体を(　4　)により洗浄し、次に(　5　)を除去するために(　6　)により洗浄する。洗浄を終えた気体は(　7　)置換により捕集する。

(1)　塩素Cl₂　　(2)　塩化水素HCl　　(3)　塩化水素HCl　　(4)　水H₂　　(5)　水蒸気　　(6)　濃硫酸H₂SO₄　　(7)　下方

　図は塩素の実験室での製法です。(1)～(10)を答えなさい。

(1)　濃塩酸HCl　　(2)　酸化マンガン(Ⅳ)MnO₂　　(3)　Cl₂　　(4)　HCl　　(5)　H₂O　　(6)　水　　(7)　洗気びん　　(8)　水蒸気　　(9)　濃硫酸　　(10)　集気びん

　ふたまた試験管と塩酸、（　1　）を使って以下の実験を行った。
　実験　A,Bそれぞれに(　2　)と(　3　)を入れた後、(3)をBからAへ移すと、黄緑色の気体(　4　)が発生した。

(1) さらし粉CaCl(ClO)・H₂O　　(2) さらし粉CaCl(ClO)・H₂O　　(3)　塩酸HCl　　(4)　塩素Cl₂

　さらし粉に塩酸を加えて発生する気体（　1　）は、赤いバラの花を（　2　）させる。（1）は毒性が強いので（　3　）内で（　4　）しながら使う。

(1) 塩素Cl₂　　(2) 脱色　　（3）ドラフト　　（4）　換気

　（　1　）は過酸化水素H₂O₂の水溶液に、触媒である（　2　）を加えると発生する

(1)　酸素O₂　　(2)　酸化マンガン(Ⅳ)MnO₂

　酸素O₂は、乾燥空気の体積の約(　1　)%を占める気体である。酸素は、実験室においては(　2　)の水溶液に触媒として(　3　)または(　4　)または(　5　)（順不同）を加える。

(1) ２０　　(2) 過酸化水素H₂O₂　　(3)　酸化マンガン(Ⅳ)MnO₂　　(4)　塩化鉄(Ⅲ)FeCl₃　　(5)　カタラーゼ

　気体の発生には濃硫酸の(　1　)性や(　2　)作用を利用する場合がある。

(1) 不揮発　　(2) 脱水

　塩化ナトリウムに濃硫酸を加えて穏やかに加熱し、気体（　1　）を得た。これは濃硫酸の（　2　）が約300℃である（　3　）を利用した反応である。

(1)　塩化水素HCl　　(2)　沸点　　(3)　不揮発性

　気体(　1　)は、塩化ナトリウムに濃硫酸を加えて加熱することによって得られる

(1) 塩化水素HCl

　気体(　1　)は、ホタル石（化学式(　2　)）に硫酸を作用させるとえられる。

(1) フッ化水素HF　　(2) CaF₂

　(　1　)はギ酸に濃硫酸を加えて加熱すると発生する。

(1)　一酸化炭素CO

　図の装置で化合物(　A　)と濃硫酸を加え170℃で加熱することで(　1　)を発生させた。これは濃硫酸の(　2　)作用を利用したものである。

(A)　エタノールCH₃―CH₂―OH　　(1)　エチレン　　(2)脱水

　気体(　1　)は、空気の約20%（体積）を占め、実験室では塩素酸カリウム（化学式（　2　））と（　3　）の混合物を加熱して発生させる。

(1)　酸素O₂　　(2)　KClO₃　　(3)　酸化マンガン(Ⅳ)MNO₂

　窒素は、実験室では亜硝酸アンモニウム（化学式(　1　)）水溶液を加熱して発生させる。この反応の化学反応式は
　(1)　→　(　2　)　＋　２(　3　)

(1)　NH₄NO₂　　(2)　N₂　　(3)　H₂O

　図は(　1　)の装置の図である。この装置を用いて硫化鉄(Ⅱ)と希硫酸の反応により(　2　)を発生させた。
　はじめに(　3　)の栓をはずし(　4　)の中に硫化鉄(Ⅱ)の小塊を適量入れた。
　次に(3)の栓を取り付け、(　5　)および(　6　)（順不同）の栓が閉じていることを確認し、(　7　)に希硫酸を満たした。
　(　8　)の栓を開くと、希硫酸は装置内部の空気を押し出しながら(　9　)を満たした後、硫化鉄(Ⅱ)に触れ(2)を発生した。
　発生した(2)はGにゴム管で連結したガラス管を通じて捕集した。
　Gの活栓を閉じると、(2)の発生はしばらく停止した。
　この実験で発生した(2)の密度は空気の密度より(　10　)く、色は(　11　)色で(　12　)のような臭いがある。また、この気体は水に溶解し、わずかに電離して(　13　)性を示す。

(1) キップ　　(2) 硫化水素H₂S　　(3)　E　　(4)　B　　(5)　G　　(6)　H　　(7)　A　　(8)　G　　(9)　C　　(10)　大き　　(11)　無　　(12)　腐った卵　　(13)　弱酸

　次の化合物１molがすべて反応したとき、反応のしくみ、発生する気体と、その物質量を答えなさい。

　①　硫化鉄(Ⅱ)FeS１molに希硫酸を加える。
　②　塩素酸カリウムKClO₃１molに触媒である酸化マンガン(Ⅳ)MNO₂を加えて加熱する。
　③　過酸化水素H₂O₂１molを含む水溶液を、触媒である酸化マンガン(Ⅳ)MNO₂に加える。
　④　炭酸水素ナトリウムNaHCO₃１molに希塩酸を加える。
　⑤　亜硫酸水素ナトリウムNaHSO₃１molに希硫酸を加える。

①　弱酸遊離反応　H₂S　１mol
②　熱分解反応　O₂　１.５mol
③　酸化還元反応　O₂　０.５mol
④　弱酸遊離反応　CO_２　１mol
⑤　弱酸遊離反応　SO_２　１mol

　塩酸を加えた時に酸化還元反応によって気体が発生する物質を選びなさい。
①　亜硫酸水素ナトリウム
②　さらし粉
③　炭酸カルシウム
④　炭酸水素ナトリウム
⑤　硫化鉄

②　①③④⑤は酸・塩基反応（弱酸遊離反応）

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