無機物質(知識)の問題
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
- 気体の製法・捕集方法・乾燥剤(説明と入口の問題)
- 窒素・リンとその化合物(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)
- 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(35 技能)
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- 原子の構造と同位体
- 電子配置と価電子
- 周期表と周期律
- 実験器具の使い方と安全
- 気体の発生方法・性質・集め方
- 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
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- 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
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- 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。