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無機物質(知識)の問題

難易度 4国公立二次の標準レベル高校化学 無機物質(知識)

次のア〜オの操作で発生させた気体のうち、乾燥剤として濃硫酸を用いて乾燥させることができるものを、すべて選べ。ただし、各操作では、それぞれ目的とする 1 種類の気体が主に発生するものとする。

  • ア 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。
  • イ 塩化ナトリウムに濃硫酸を加えて加熱する。
  • ウ 硫化鉄(II)に希硫酸を加える。
  • エ 銅に希硝酸を加える。
  • オ 炭酸カルシウムに希塩酸を加える。

この問題で使うもの

この問題を解けるようになるまで(35 技能)
算数中学高校大学大学院

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  1. 原子・分子と化学式
  2. 原子の構造と同位体
  3. 電子配置と価電子
  4. 周期表と周期律
  5. 実験器具の使い方と安全
  6. 気体の発生方法・性質・集め方
  7. 分解と化合(化学変化の種類)
  8. 酸化と還元
  9. イオンと電離・電解質
  10. 酸化・還元の定義
  11. 酸化数と酸化・還元の判定
  12. 酸化剤と還元剤
  13. ハロゲンと貴ガス
  14. 酸化剤にも還元剤にもなる物質
  15. 純物質と混合物・単体と化合物・同素体
  16. 酸素・硫黄とその化合物
  17. 力の種類とはたらき
  18. 静電気・放電と電子
  19. 化学電池と金属のイオンへのなりやすさ
  20. 金属のイオン化傾向と水・酸との反応
  21. 酸化力のある酸と不動態
  22. 窒素・リンとその化合物
  23. イオン化エネルギー・電子親和力・電気陰性度
  24. イオン結合と金属結合
  25. 共有結合と配位結合
  26. 分子の形と極性
  27. 分子間力と沸点
  28. 結晶の種類と性質
  29. 炭素・ケイ素とその化合物
  30. 酸・アルカリと中和・指示薬
  31. アレニウスとブレンステッド・ローリーの酸・塩基の定義
  32. 酸・塩基の価数・強弱と電離度
  33. 弱酸の遊離・揮発性の酸の遊離
  34. 原子量・分子量・式量
  35. 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

まず各操作で発生する気体を反応式から決め、その気体が酸性・中性・塩基性のどれかと、酸化・還元のはたらきをもつかを考える。

ヒント 2

濃硫酸は酸性の乾燥剤で、強い酸化作用ももつ。塩基性の気体や、還元性のある気体は濃硫酸と反応する。

ヒント 3

アで発生する気体は塩基性なので不適。残りの中で、濃硫酸に酸化されてしまう還元性の気体がどれかを確かめる。

答えと解説

答えを見る

イ, エ, オ

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解説を読む

まず、それぞれの操作で発生する気体を確かめる。

  • ア  → アンモニア(塩基性の気体)
  • イ  → 塩化水素(酸性の気体)
  • ウ  → 硫化水素(酸性で、還元性をもつ気体)
  • エ  → 一酸化窒素(中性の気体)
  • オ  → 二酸化炭素(酸性の気体)

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しまうので、乾燥に使えない(アは不適)。
- 還元性のある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(ウは不適)。
- 酸性の気体(塩化水素・二酸化炭素)や中性の気体(一酸化窒素)は濃硫酸と反応しないので、濃硫酸で乾燥できる(イ・エ・オは適する)。

なお、アンモニアの乾燥にはソーダ石灰(塩基性の乾燥剤)を用いる。アンモニアは塩化カルシウムとも反応するので、塩化カルシウムも使えない。

よって、濃硫酸で乾燥できるものはイ、エ、オである。

別解

濃硫酸は酸性の乾燥剤で、塩基性の気体(NH3)や還元性の気体(H2S)の乾燥には使えない。
ア: 発生する気体は NH3(塩基性)。濃硫酸と反応するので不可。
イ: 発生する気体は HCl。酸性で濃硫酸と反応しないので乾燥できる。
ウ: 発生する気体は H2S。還元性があり濃硫酸に酸化されるので不可。
エ: 銅と希硝酸で発生する気体は NO。濃硫酸と反応せず乾燥できる。
オ: 発生する気体は CO2。酸性で乾燥できる。
よってイ、エ、オ。

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