無機物質(知識)の問題
アルミニウムは塩酸や水酸化ナトリウム水溶液には水素を発生しながら溶けるが、濃硝酸に入れると、表面にち密な酸化物の被膜ができて内部が保護されるため、ほとんど溶けない。このように、金属の表面にち密な酸化物の被膜ができて、それ以上反応が進まなくなった状態を何というか。状態を表す用語を漢字 3 文字で答えよ。
この問題で使うもの
- 両性金属と不動態(説明と入口の問題)
- 酸化力のある酸と不動態(説明と入口の問題)
この問題を解けるようになるまで(17 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
アルミニウムが濃硝酸と反応しない理由に関する用語を考えよう。
ヒント 2
アルミニウムの表面に生じたち密な酸化アルミニウムの被膜が、内部の金属を酸から保護している。
ヒント 3
アルミニウムのほか、鉄やニッケルも濃硝酸に対して同じ状態になる。酸とも塩基とも反応する性質を表す「両性」とは別の用語である。
答えと解説
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不動態
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解説を読む
金属の表面にち密な酸化物の被膜が生じ、内部が保護されてそれ以上反応しなくなった状態を不動態という(教科書によっては「不働態」と書く)。アルミニウム・鉄・ニッケルなどは濃硝酸に入れると不動態になるため、濃硝酸にはほとんど溶けない。
なお、アルミニウムが塩酸にも水酸化ナトリウム水溶液にも溶けるのは、酸とも強塩基とも反応する両性金属だからである。
両性金属は「酸とも塩基とも反応する金属」を指す用語であり、ここで問われている「酸化被膜によって反応が止まった状態」を表す不動態とは別のものである。また、アルミニウムの表面に人工的に厚い酸化被膜をつけた製品はアルマイトと呼ばれ、これは酸化被膜が内部を保護する性質を利用した製品の名前であって、状態を表す用語ではない。問われているのは状態の名前なので、被膜そのものや、その状態になる変化の呼び方ではなく「不動態」と答える。
別解
Al, Fe, Ni などは濃硝酸中で表面にち密な酸化物の被膜ができ、内部が保護されてそれ以上反応しなくなる。この状態を不動態という(漢字3文字)。