水への溶解性,水溶液の液性に関する問題
あけましておめでとうございます。
本年も宜しくお願い致します。
今日は,「気体の製法と性質」の「Ⅰ.水への溶解性,水溶液の液性」について。
■水に溶けない気体
水に溶けない気体は,中性の気体といえ,NO(一酸化窒素),CO(一酸化炭素),H2(水素),O2(酸素),N2(窒素),炭化水素(CH4,C2H4等),希ガスとなります。
覚え方は
「農工水産地短期」と覚えてはいかがでしょうか？
農(NOののう),工(COのこう,)水(水素のすい),産(酸素のさん),地(窒素のち),短(炭化水素のたん),期(希ガスのき)
という意味です。
■水に溶け,塩基性を示す気体
水に溶け,塩基性を示す気体は,NH3のみとなります。
※水に溶けたNH3は,水溶液中で電離してOH－を生じるために塩基性を示します。
■水に溶け,酸性を示す気体
水に溶け,酸性を示す気体は,下記となり,「農工水産地短期」とNH3以外と覚えます。
NO2(二酸化窒素),CO2(二酸化炭素),H2S(硫化水素),SO2(二酸化硫黄),Cl2(塩素),HCl(塩化水素),HF(フッ化水素)
があります。
■水に非常に溶けやすい気体
NH3とHClは,非常に水に溶けやすく塩化水素HClは,水に溶けて塩酸になります。
水への溶解性,水溶液の液性は,捕集法,乾燥剤とも関連し,絶対に覚えなければいけません。
中性の気体は水上置換,酸性の気体は下方置換,塩基性のアンモニアは上方置換になります。
詳しくは,後ほど解説しますね。
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水に溶けない気体は,中性の気体といえ,NO(一酸化窒素),CO(一酸化炭素),H2(水素),O2(酸素),N2(窒素),炭化水素(CH4,C2H4等),希ガスとなります。
覚え方は
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■水に溶け,塩基性を示す気体
水に溶け,塩基性を示す気体は,NH3のみとなります。
※水に溶けたNH3は,水溶液中で電離してOH－を生じるために塩基性を示します。
■水に溶け,酸性を示す気体
水に溶け,酸性を示す気体は,下記となり,「農工水産地短期」とNH3以外と覚えます。
NO2(二酸化窒素),CO2(二酸化炭素),H2S(硫化水素),SO2(二酸化硫黄),Cl2(塩素),HCl(塩化水素),HF(フッ化水素)
があります。
■水に非常に溶けやすい気体
NH3とHClは,非常に水に溶けやすく塩化水素HClは,水に溶けて塩酸になります。
水への溶解性,水溶液の液性は,捕集法,乾燥剤とも関連し,絶対に覚えなければいけません。
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.気体の性質と検出に関する問題
入試で出題される「気体の製法と性質に関する問題」の出題タイプは,
次のⅠ～Ⅸの９タイプがあります。
Ⅰ.水への溶解性,水溶液の液性に関する問題タイプ
Ⅱ.色に関する問題タイプ
Ⅲ.臭いに関する問題タイプ
Ⅳ.毒性に関する問題タイプ
Ⅴ.気体の製法に問題タイプ
Ⅵ.気体の性質と検出に関する問題タイプ
Ⅶ.捕集法に関する問題タイプ
Ⅷ.乾燥剤に関する問題タイプ
Ⅸ.発生装置に関する問題タイプ
今日は,「気体の性質と検出に関する問題」について解説します。
ポイントは,あるキーワードから気体がすぐに連想できるようになることでです。
センター試験,2次試験を分析して,頻出のキーワードをまとめたので,しっかり
覚えてくださいね！
■白煙が生じた ⇒ NH3 or HCl
・アンモニアに塩化水素を反応させると,塩化アンモニウムNH4Clの白煙が生じる。
NH3 + HCl → NH4Cl
★問題例
・濃塩酸をつけたガラス棒を近づけると白煙が生じた ⇒ NH3
・アンモニア水をつけたガラス棒を近づけると白煙が生じた ⇒ HCl
■水溶液が白濁 ⇒ H2S or SO2
・水溶液中で二酸化硫黄と硫化水素が反応すると,硫黄が遊離して白濁する。
SO2 + 2H2S → 2H2O + 3S
■石灰水が白濁 ⇒ CO2
・水酸化カルシウム水溶液(石灰水)に二酸化炭素を吹き込むと,炭酸カルシウムが白色沈殿する。
さらに,二酸化炭素CO2を吹き込むと,沈殿が溶解する。
Ca(OH)2 + CO2 → CaCO3 +H2O
CaCO3 + H2O + CO2 → Ca(HCO3)2
■KIデンプン紙を青変 ⇒ Cl2,O3 (F2,NO2,O2)
・塩素とオゾンは酸化力があり, 水で湿らせたヨウ化カリウム(KI)デンプン紙のKIのI-からe- を奪い I2 にするため,I2とデンプンがヨウ素デンプン反応を示して,デンプン紙が青くなる。
2KI + Cl2 → 2KCl + I2
2KI + O3 + H2O → I2 + 2KOH + O2
■黒色沈殿 ⇒ H2S
・硫酸銅(Ⅱ)水溶液に硫化水素を通じると,硫化銅(Ⅱ)の黒色沈殿を生じる。
Cu2+ + S2- → CuS
・酢酸鉛(Ⅱ)水溶液に硫化水素を通じると,硫化鉛(Ⅱ)の黒色沈殿を生じる。
Pb2+ + H2S→ PbS + 2H+
■青色リトマス紙が赤変後,脱色され白変 ⇒ Cl2
・塩素を青色リトマス紙に触れさせると,リトマス紙は赤変後(酸性の為),さらに,脱色されて白変する。
★理由は,塩素Cl2は水に少し溶け,一部が水と反応して次亜塩素酸HClOを生じる。次亜塩素酸が,強い酸化作用を示し,リトマス紙を漂白する。
■湿った酢酸鉛紙を黒変 ⇒ H2S
・酢酸鉛(Ⅱ)水溶液に硫化水素を通じると,硫化鉛(Ⅱ)の黒色沈殿を生じる。
Pb2+ + H2S→ PbS + 2H+
■赤色リトマス紙を青変 ⇒ NH3
・塩基性の気体であるアンモニアNH3は,水で湿らせた赤色リトマス紙を青変させる。
■漂白作用 ⇒ Cl2,O3(酸化作用のため)SO2(還元作用のため)
・漂白に関しては塩素,オゾン,二酸化硫黄の３つ。
塩素の方は酸化剤,二酸化硫黄の方は還元剤としての性質のため漂白作用が起こる！
■酸化作用 ⇒ Cl2,O3,F2,NO2,O2
■還元作用 ⇒ NO,SO2,H2S,H2(高温),CO(高温)
センター試験 有機化学の計算問題のチャート＆過去問解説集を販売開始しました。
有機化学の計算問題は,ほぼ毎年センター試験の最後に出題され,苦手とする人が多いところでもあります。
センター試験(1994年～2012年 本・追試験)を分析したところ、問題のタイプは下記大きく４つに(細かく11タイプ)に分類できました。
Ⅰ.燃焼反応から分子式・組成式を求めるタイプ
ⅰ.質量タイプ
ⅱ.質量百分率タイプ
ⅲ.物質量タイプ
Ⅱ.付加反応タイプ
ⅰ.付加したX2の反応量から分子式を求める問題
ⅱ.付加したX2の反応量から二重結合の数を求める問題
ⅲ.付加したX2の物質量や体積を求める問題
Ⅲ.化学反応式の量的関係タイプ
ⅰ.燃焼反応タイプ
ⅱ.アルコールと単体ナトリウムとの反応タイプ
ⅲ.エステル反応タイプ
ⅳ.エステルのけん化タイプ
Ⅳ.収率の計算タイプ
Ⅰのタイプは,分子式が不明の有機化合物CxHyOzの燃焼反応において,与えられた値から分子式や組成式を求める問題で,
問題の条件や与えられた値によって,下記３通りの解法があります。
ⅰ.質量タイプ･･･燃焼後の生成物であるCO2とH2Oの質量から組成式・分子式を求める問題。
ⅱ.質量百分率タイプ…炭素C,水素H,酸素Oの質量百分率(質量％)から組成式・分子式を求める問題。
ⅲ.物質量タイプ…燃焼後の生成物であるCO2とH2Oの物質量から組成式・分子式を求める問題。
ⅰは,有機化合物と生成物のCO2とH2Oの３つの質量が与えられている場合,
ⅱは,成分元素の質量の割合(質量パーセント)が与えられている場合,
ⅲは,生成物のCO2とH2Oの物質量がすぐにわかる場合,
にこの解法を用います。
センター試験では最も出題率が高くなっているので,どの場合にどの解法を用いるかを
過去問を通して,しっかり覚えてほしいと思います。
完全攻略チャートには,上記の解法を色や図を用いて詳しく解説しています。
また,過去問解説集(1994年～2012年 本・追試験)では,解法タイプ毎に分けて解説しているので、解法が整理されて確実に頭に入ります。
これだけ膨大な量の過去問題をこれだけまとめて解説しているのは他にはないと思います。
チャートと過去問解説集でセンター試験対策は万全です！
センター試験まで残り少ないですが,
体調に気をつけて,一日一日精一杯頑張ってください。
★★★下記は,チャートの一部です。チャートは全部で７枚あります。★★★
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センター試験(1994年～2012年 本・追試験)を分析したところ、問題のタイプは下記大きく４つに(細かく11タイプ)に分類できました。
Ⅰ.燃焼反応から分子式・組成式を求めるタイプ
ⅰ.質量タイプ
ⅱ.質量百分率タイプ
ⅲ.物質量タイプ
Ⅱ.付加反応タイプ
ⅰ.付加したX2の反応量から分子式を求める問題
ⅱ.付加したX2の反応量から二重結合の数を求める問題
ⅲ.付加したX2の物質量や体積を求める問題
Ⅲ.化学反応式の量的関係タイプ
ⅰ.燃焼反応タイプ
ⅱ.アルコールと単体ナトリウムとの反応タイプ
ⅲ.エステル反応タイプ
ⅳ.エステルのけん化タイプ
Ⅳ.収率の計算タイプ
Ⅰのタイプは,分子式が不明の有機化合物CxHyOzの燃焼反応において,与えられた値から分子式や組成式を求める問題で,
問題の条件や与えられた値によって,下記３通りの解法があります。
ⅰ.質量タイプ･･･燃焼後の生成物であるCO2とH2Oの質量から組成式・分子式を求める問題。
ⅱ.質量百分率タイプ…炭素C,水素H,酸素Oの質量百分率(質量％)から組成式・分子式を求める問題。
ⅲ.物質量タイプ…燃焼後の生成物であるCO2とH2Oの物質量から組成式・分子式を求める問題。
ⅰは,有機化合物と生成物のCO2とH2Oの３つの質量が与えられている場合,
ⅱは,成分元素の質量の割合(質量パーセント)が与えられている場合,
ⅲは,生成物のCO2とH2Oの物質量がすぐにわかる場合,
にこの解法を用います。
センター試験では最も出題率が高くなっているので,どの場合にどの解法を用いるかを
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