無機物質(知識)の問題
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
- 無機物質の工業的製法(説明と入口の問題)
この問題を解けるようになるまで(57 技能)
読み込み中…
右端(太枠)がこの問題で使う技能です。左へドラッグすると、さらに前の前提をさかのぼれます。技能を押すと、そこまでの道筋が光ります。
一覧で見る(前提が先)
- 原子・分子と化学式
- 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
- 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
- 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
- 両性金属と不動態
- 水溶液の電気分解の電極反応
- 溶融塩電解とアルミニウムの製造
- 原子量・分子量・式量
- 物質量と質量・粒子の数
- 気体の体積と物質量
- 化学反応式の係数
- 化学反応式と量的関係
- モル濃度
- 反応速度の表し方
- 可逆反応と化学平衡の状態
- 平衡定数の意味と変化する条件
- ルシャトリエの原理(濃度・圧力)
- 状態変化と粒子・融点・沸点・蒸留
- 熱運動と絶対温度
- ボイル・シャルルの法則と理想気体
- アボガドロの法則と気体の状態方程式
- 分圧の法則とモル分率
- 化学変化と熱・質量保存の法則
- 発熱反応・吸熱反応と反応エンタルピーの符号
- 細胞のつくり
- 植物のからだのつくり
- 光合成・呼吸・蒸散
- 光を吸収して起こる反応(光合成・光化学反応・光触媒)
- 反応速度を変える条件(濃度・圧力・表面積・光)
- 活性化エネルギーと遷移状態
- 触媒のはたらきと種類
- 温度・触媒と平衡の移動
- 気体分子運動論
- 熱運動と分子の速さの分布
- 温度と反応速度(分子のエネルギー分布)
- ハーバー・ボッシュ法の反応条件
- 原子の構造と同位体
- 電子配置と価電子
- 周期表と周期律
- アルカリ金属・アルカリ土類金属と炎色反応
- 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
どこでつまずきましたか?(選ぶと、戻る場所を案内します)
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。