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無機物質(知識)の問題

難易度 1教科書の例題レベル高校化学 無機物質(知識)

硝酸 は、工業的には次の手順でつくられる。

1. アンモニア を空気と混ぜ、白金 を触媒として高温で酸素と反応させ、一酸化窒素 にする。
2. 一酸化窒素をさらに空気中の酸素で酸化して、二酸化窒素 にする。
3. 二酸化窒素を水に吸収させて、硝酸を得る。

この硝酸の工業的製法を何というか。

この問題で使うもの

この問題を解けるようになるまで(57 技能)
算数中学高校大学大学院

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一覧で見る(前提が先)
  1. 原子・分子と化学式
  2. 実験器具の使い方と安全
  3. 気体の発生方法・性質・集め方
  4. 分解と化合(化学変化の種類)
  5. 酸化と還元
  6. イオンと電離・電解質
  7. 酸化・還元の定義
  8. 酸化数と酸化・還元の判定
  9. 酸化剤と還元剤
  10. 酸化剤にも還元剤にもなる物質
  11. 純物質と混合物・単体と化合物・同素体
  12. 酸素・硫黄とその化合物
  13. 力の種類とはたらき
  14. 静電気・放電と電子
  15. 化学電池と金属のイオンへのなりやすさ
  16. 金属のイオン化傾向と水・酸との反応
  17. 酸化力のある酸と不動態
  18. 窒素・リンとその化合物
  19. 酸・アルカリと中和・指示薬
  20. アレニウスとブレンステッド・ローリーの酸・塩基の定義
  21. 両性金属と不動態
  22. 水溶液の電気分解の電極反応
  23. 溶融塩電解とアルミニウムの製造
  24. 原子量・分子量・式量
  25. 物質量と質量・粒子の数
  26. 気体の体積と物質量
  27. 化学反応式の係数
  28. 化学反応式と量的関係
  29. モル濃度
  30. 反応速度の表し方
  31. 可逆反応と化学平衡の状態
  32. 平衡定数の意味と変化する条件
  33. ルシャトリエの原理(濃度・圧力)
  34. 状態変化と粒子・融点・沸点・蒸留
  35. 熱運動と絶対温度
  36. ボイル・シャルルの法則と理想気体
  37. アボガドロの法則と気体の状態方程式
  38. 分圧の法則とモル分率
  39. 化学変化と熱・質量保存の法則
  40. 発熱反応・吸熱反応と反応エンタルピーの符号
  41. 細胞のつくり
  42. 植物のからだのつくり
  43. 光合成・呼吸・蒸散
  44. 光を吸収して起こる反応(光合成・光化学反応・光触媒)
  45. 反応速度を変える条件(濃度・圧力・表面積・光)
  46. 活性化エネルギーと遷移状態
  47. 触媒のはたらきと種類
  48. 温度・触媒と平衡の移動
  49. 気体分子運動論
  50. 熱運動と分子の速さの分布
  51. 温度と反応速度(分子のエネルギー分布)
  52. ハーバー・ボッシュ法の反応条件
  53. 原子の構造と同位体
  54. 電子配置と価電子
  55. 周期表と周期律
  56. アルカリ金属・アルカリ土類金属と炎色反応
  57. 無機物質の工業的製法

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

技能「無機物質の工業的製法」を使う。原料・触媒・生成物の組み合わせから、どの製法かを考えよう。

ヒント 2

原料はアンモニア、触媒は白金、生成物は硝酸である。アンモニアそのものをつくる方法(鉄系触媒)や、硫酸をつくる方法( 触媒)とは区別する。

ヒント 3

アンモニアを合成するハーバー・ボッシュ法ではなく、そのアンモニアを酸化して硝酸にする製法である。人名がついた製法の名前を思い出そう。

答えと解説

答えを見る

オストワルト法

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解説を読む

技能「無機物質の工業的製法」のうち、原料・触媒・生成物の組み合わせから製法の名前を判定する。

手順 1 原料・触媒・生成物を整理する。
- 原料:アンモニア
- 触媒:白金
- 生成物:硝酸

手順 2 反応の流れを確かめる。



3 番目の反応で生じた は再び酸化して利用する。

手順 3 製法の名前を答える。
アンモニアを白金触媒で酸化して硝酸をつくる工業的製法は オストワルト法 である。

似た製法との違い
- ハーバー・ボッシュ法:窒素と水素から、四酸化三鉄 を主成分とする触媒を用いてアンモニアをつくる方法(オストワルト法の原料をつくる方法)。
- 接触法:酸化バナジウム(V) を触媒として二酸化硫黄を三酸化硫黄にし、硫酸をつくる方法。
- アンモニアソーダ法(ソルベー法):塩化ナトリウム・アンモニア・二酸化炭素から炭酸ナトリウムをつくる方法。

別解

アンモニアを白金触媒で酸化して NO とし、NO を NO2 にして水に吸収させ硝酸をつくる工業的製法は、オストワルト法である。

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