無機物質(知識)の問題
次のア〜オの操作で得られる主な気体のうち、その気体に含まれる水蒸気を除くための乾燥剤として濃硫酸を用いることができるものを、すべて選べ。ただし、主な気体のほかに混じる水蒸気以外の気体(濃塩酸から揮発する塩化水素など)は考えないものとする。
- ア 酸化マンガン(IV)に濃塩酸を加えて加熱する。
- イ 塩化アンモニウムと水酸化カルシウムの混合物を加熱する。
- ウ 石灰石に希塩酸を加える。
- エ 硫化鉄(II)に希硫酸を加える。
- オ 塩化ナトリウムに濃硫酸を加えて加熱する。
この問題で使うもの
- 気体の製法・捕集方法・乾燥剤(説明と入口の問題)
- 酸素・硫黄とその化合物(説明と入口の問題)
- 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(35 技能)
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一覧で見る(前提が先)
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- 原子の構造と同位体
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- 周期表と周期律
- 実験器具の使い方と安全
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- 分解と化合(化学変化の種類)
- 酸化と還元
- イオンと電離・電解質
- 酸化・還元の定義
- 酸化数と酸化・還元の判定
- 酸化剤と還元剤
- ハロゲンと貴ガス
- 酸化剤にも還元剤にもなる物質
- 純物質と混合物・単体と化合物・同素体
- 酸素・硫黄とその化合物
- 力の種類とはたらき
- 静電気・放電と電子
- 化学電池と金属のイオンへのなりやすさ
- 金属のイオン化傾向と水・酸との反応
- 酸化力のある酸と不動態
- 窒素・リンとその化合物
- イオン化エネルギー・電子親和力・電気陰性度
- イオン結合と金属結合
- 共有結合と配位結合
- 分子の形と極性
- 分子間力と沸点
- 結晶の種類と性質
- 炭素・ケイ素とその化合物
- 酸・アルカリと中和・指示薬
- アレニウスとブレンステッド・ローリーの酸・塩基の定義
- 酸・塩基の価数・強弱と電離度
- 弱酸の遊離・揮発性の酸の遊離
- 原子量・分子量・式量
- 気体の製法・捕集方法・乾燥剤
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
まず、それぞれの操作で何という気体が発生するかを、反応式を書いて確かめよう。次に、濃硫酸がどのような性質をもつ乾燥剤かを思い出そう。
ヒント 2
濃硫酸は酸性の乾燥剤で、強い酸化作用ももつ。乾燥させたい気体が濃硫酸と反応してしまう場合は、その乾燥剤は使えない。
ヒント 3
イでは塩基性の気体、エでは還元性の強い気体が発生する。これらを除いた残りを考えよう。
答えと解説
答えを見る
ア, ウ, オ
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解説を読む
まず、それぞれの操作で得られる主な気体を考える。
- ア より、塩素 が発生する。
- イ より、アンモニア が発生する。
- ウ より、二酸化炭素 が発生する。
- エ より、硫化水素 が発生する。
- オ より、塩化水素 が発生する。
濃硫酸は酸性の乾燥剤であり、強い酸化作用ももつ。そのため、
- 塩基性の気体(アンモニア)は濃硫酸と中和反応して吸収されてしまうので、乾燥に使えない。
- 還元性の強い気体(硫化水素)は濃硫酸に酸化されてしまうので、乾燥に使えない。
一方、塩素・二酸化炭素・塩化水素は酸性の気体で、濃硫酸と反応しないので、濃硫酸で乾燥できる。
各選択肢について:
- ア 塩素は酸性の気体で濃硫酸と反応しない。乾燥できる。
- イ アンモニアは塩基性の気体で濃硫酸に吸収される。乾燥できない(ソーダ石灰などを使う)。
- ウ 二酸化炭素は酸性の気体で濃硫酸と反応しない。乾燥できる。
- エ 硫化水素は還元性があり、濃硫酸に酸化される。乾燥できない。
- オ 塩化水素は酸性の気体で濃硫酸と反応しない。乾燥できる。
よって、答えはア、ウ、オである。
別解
濃硫酸は酸性の乾燥剤で、塩基性の気体(アンモニア)や、還元性の気体(硫化水素)とは反応するため使えない。
ア: 発生する気体は塩素 (酸性・酸化性)。濃硫酸と反応しないので乾燥できる。
イ: 発生する気体はアンモニア (塩基性)。濃硫酸と中和するので使えない。
ウ: 発生する気体は二酸化炭素 (酸性)。乾燥できる。
エ: 発生する気体は硫化水素 (還元性)。濃硫酸に酸化されるので使えない。
オ: 発生する気体は塩化水素 (酸性)。乾燥できる。
よって ア、ウ、オ。