酸と塩基(知識)の問題
次の文中の空欄 a・b に入る語句の組み合わせとして最も適当なものを、下のア〜カから 1 つ選べ。
炭酸カルシウムに希塩酸を加えると、気体の [a] が発生する。これは、弱酸の塩に強酸を加えると、弱酸が遊離する反応である。また、塩化ナトリウムに濃硫酸を加えて加熱すると、塩化水素が発生する。これは、硫酸が [b] であり、加熱すると塩化水素だけが気体として出ていくためである。
| a | b | |
|---|---|---|
| ア | 水素 | 揮発性の酸 |
| イ | 二酸化炭素 | 弱酸 |
| ウ | 水素 | 不揮発性の酸 |
| エ | 二酸化炭素 | 不揮発性の酸 |
| オ | 二酸化炭素 | 揮発性の酸 |
| カ | 水素 | 弱酸 |
この問題で使うもの
- 弱酸の遊離・揮発性の酸の遊離(説明と入口の問題)
この問題を解けるようになるまで(6 技能)
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ヒント
行き詰まったら、上から順に 1 つずつ開いてください。
ヒント 1
前半は弱酸の遊離、後半は揮発性の酸の遊離の反応である。それぞれ何が遊離し、どんな性質の違いで反応が進むかを考えよう。
ヒント 2
炭酸塩に強酸を加えると炭酸が遊離し、炭酸は水と気体に分解する。後半では、硫酸と塩化水素はどちらも強酸なので、酸の強さではなく蒸発しやすさの違いで反応が進む。
ヒント 3
a は炭酸が分解してできる気体なので、水素を含むア・ウ・カは除ける。残りのイ・エ・オのうち、硫酸の性質として正しいものを選ぼう。
答えと解説
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エ
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解説を読む
空欄 a: 炭酸カルシウムは弱酸である炭酸の塩である。強酸である塩酸を加えると、弱酸の炭酸が遊離し、炭酸は水と二酸化炭素に分解する。
よって、発生する気体は二酸化炭素である。水素は、亜鉛や鉄などのイオン化傾向の大きい金属に希塩酸を加えたときに発生する気体であり、ここでは発生しない。
空欄 b: 塩化ナトリウムに濃硫酸を加えて加熱すると、次の反応が起こる。
硫酸は沸点が高く蒸発しにくい不揮発性の酸であり、塩化水素は揮発性の酸である。加熱すると揮発性の塩化水素が気体となって反応する系から出ていくので、反応が右に進む。これを揮発性の酸の遊離という。
- 硫酸は揮発性の酸ではない(揮発性の酸は塩化水素のほうである)。
- 硫酸は強酸であり、弱酸ではない。また、塩化水素も強酸なので、この反応は「強弱」ではなく「揮発性の違い」によって起こる。
以上より、a は二酸化炭素、b は不揮発性の酸であり、正解はエである。
- ア・ウ・カ: a が水素なので誤り。
- イ: b が弱酸なので誤り(硫酸は強酸)。
- オ: b が揮発性の酸なので誤り(硫酸は不揮発性の酸)。
別解
CaCO3 + 2HCl → CaCl2 + H2O + CO2 より、発生する気体 a は二酸化炭素(弱酸である炭酸 H2CO3 が遊離し、分解して CO2 になる)。NaCl + H2SO4 → NaHSO4 + HCl(加熱)では、硫酸は沸点が高く揮発しにくい不揮発性の酸なので、揮発性の酸である塩酸(塩化水素)が追い出されて気体として出ていく(揮発性の酸の遊離)。したがって b は不揮発性の酸。a = 二酸化炭素、b = 不揮発性の酸 の組み合わせはエ。ア・ウ・カは a が水素で誤り(水素は発生しない)。イは b が弱酸で誤り(硫酸は強酸)。オは b が揮発性の酸で誤り。