センター試験対策⑳ アルミニウムに関する問題
今日は、センター試験対策⑳ アルミニウムに関する問題についてです。
■□■単体■□■
・アルミニウムは，酸化アルミニウム(アルミナ)の融解塩電解によって得られる。
※この方法をホール・エルー法といい,大量生産できるようになったのは,20世紀になってからである。
★出題年
・2006年 追
・アルミニウムの密度は,鉄の密度より小さい。
※鉄の密度は7.87[g/cm3]，アルミニウムは2.70[g/cm3]である。
★出題年
・2007年 追
・アルミニウムを空気中に放置すると,表面にち密な酸化物の膜ができる。
※アルミニウムの表面を人工的に酸化させて酸化アルミニウムの被膜をつけた製品をアルマイトという。
★出題年
・2010年 本
・鉄,アルミニウム,ニッケルを濃硝酸や熱濃硫酸に入れると,表面に緻密な酸化物の皮膜が生じ,それ以上は酸化されなくなる。この状態を不動態という。
※希硝酸には溶けることに注意！
★出題年
・2001年 本・2003年 本・2011年 本
・アルミニウムを強熱すると，酸化アルミニウムになる。(空気中でも酸化される)
4Al + 3O2 → 2Al2O3
・アルミニウムの粉末は，空気中で強熱すると，熱と光を放って燃える。
・アルミニウム粉末と酸化鉄(Ⅲ)の混合物(テルミット)に点火すると，大量の熱とともに融解した鉄が生成する。この反応をテルミット反応という。
★出題年
・2006年 追
・アルミニウムは両性元素でイオン化傾向が大きく酸にも塩基にも溶けて,水素が発生する。※濃硝酸には不動態をつくり溶けない。
2Al + 6HCl → 2AlCl3 + 3H2
2Al + 2NaOH + 6H2O → 2Na［Al（OH）4］+ 3H2
★出題年
・2000年 本・2003年 本・2004年 本・2005年 本・2006年 追・2007年 追・2008年 追
■□■イオン■□■
・アルミニウムイオンを含む水溶液に少量の水酸化ナトリウム水溶液やアンモニア水を加えると水酸化アルミニウムが白色沈殿する。
さらに,過剰の水酸化ナトリウム水溶液に溶けて,無色の水溶液になる。
※過剰のアンモニア水には溶けないことに注意！
★出題年
・1996年 本・2003年 本・2005年 追・2006年 追・2008年 本・2010年 本
■□■酸化物■□■
・酸化アルミニウム(Al2O3)は,白色の粉末である。
★出題年
・2003年 本
・融点は,酸化アルミニウムの方がアルミニウムより高い。
★出題年
・2000年 本
・酸化アルミニウム(両性酸化物)は,酸にも塩基にも反応して溶解する。
★出題年
・2002年 本・2007年 本
■□■ミョウバン■□■
・ミョウバンは,硫酸カリウム(K2SO4)と硫酸アルミニウム(Al2(SO4)3 )からなる 複塩である。
・ミョウバンの水溶液は酸性を示す。なぜなら,硫酸カリウムは中性だが，硫酸アルミニウムは硫酸(強酸)と水酸化アルミニウム(弱塩基)からなる塩なので，加水分解によって酸性を示す。
・硫酸アルミニウムAl2(SO4)3 と硫酸カリウムK2SO4の混合水溶液を濃縮すると,ミョウバンAlK(SO4)2・12H2Oの結晶が得られる。
★出題年
・2002年 本・2003年 追・2004年 本・2006年 追・2007年 追・2011年 本
■□■合金■□■
・航空機の機体に利用されている軽くて強度が大きいジュラルミンは, Alを含む合金である。ジュラルミンは,主成分がAlで,Cu,Mg,Mnを少量含む。
★出題年
・2011年 本
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センター試験対策⑲ 鉄に関する問題
今日は、センター試験対策⑲ 鉄に関する問題についてです。
■□■単体■□■
・鉄はイオン化傾向が大きく,希硫酸を加えると水素が発生する。
Fe + H2SO4 → FeSO4 + H2
★出題年
・1998年 本・1999年 本・2003年 本・2004年 追・2007年 追・2009年 追
・アルミニウムの密度は,鉄の密度より小さい。
※鉄の密度は7.87[g/cm3]，アルミニウムは2.70[g/cm3]である。
★出題年
・2002年 本・2007年 追
・鉄,アルミニウム,ニッケルを濃硝酸や熱濃硫酸に入れると,表面に緻密な酸化物の被膜が生じ,それ以上は酸化されなくなる。この状態を不動態という。
※希硝酸には溶けることに注意！
★出題年
・1997年 追・2002年 本・2009年 追・2011年 本
・使い捨てカイロ内では,鉄粉が空気中の酸素によって徐々にさびている。
つまり,鉄粉は酸化され,この反応熱によって,カイロは温かくなる。
★出題年
・2009年 本
■□■イオン■□■
・鉄(Ⅲ)イオン(黄褐色)を含む水溶液に水酸化ナトリウム水溶液やアンモニア水を加えると,水酸化鉄(Ⅲ)が赤褐色沈殿する。
※さらに,水酸化ナトリウム水溶液やアンモニア水を加えても沈殿は溶解しないことに注意！
★出題年
・1997年 本・2005年 本・2007年 追
・硫酸鉄(Ⅱ)の水溶液にアンモニア水を加えると,水酸化鉄(Ⅱ)が淡緑色(緑白色)沈殿する。
★出題年
・1996年 本・1998年 追
・塩化鉄(Ⅲ)の水溶液にヘキサシアノ鉄(Ⅱ)酸カリウム水溶液を加えると,濃青色沈殿が生成する。
・硫酸鉄(Ⅱ)の水溶液にヘキサシアノ鉄(Ⅲ)酸カリウム水溶液を加えると,濃青色沈殿が生成する。
★出題年
・1998年 追・2003年 追・2004年 本・2005年 追
・Fe3+を含む溶液にチオシアン酸カリウムKSCN水溶液を加えると血赤色の 溶液となるが,沈殿は生じない。
★出題年
・2007年 追・2012年 本
・鉄(Ⅱ)イオンを含む水溶液(塩基性)に硫化水素(H2S)を通じると,硫化鉄(Ⅱ)が黒色沈殿する。
★出題年
・2004年 追
■□■硫化物■□■
・硫化鉄(Ⅱ)に希硫酸(塩酸も可)を加えると,硫化水素が発生する。
FeS + （希）H2SO4 → FeSO4 + H2S↑
★出題年
・1997年 本・1997年 追・1999年 本・2008年 本・2009年 追・2010年 本
■□■酸化物■□■
・赤さびの主成分は,酸化数＋3の鉄の化合物である。
★出題年
・2007年 追
■□■水酸化物■□■
・淡緑色の水酸化鉄(Ⅱ)は大気中の酸素によって酸化され,赤褐色の水酸化鉄(Ⅲ) に変化する。
4Fe（OH）2 + O2 + 2H2O → 4Fe（OH）3
★出題年
・1999年 追
■□■めっき・合金■□■
・鉄(Fe)を亜鉛(Zn)でめっきすると,さびにくくなる。鉄の表面を亜鉛でおおったものをトタンといい,トタンに傷がついても亜鉛は鉄よりもイオン化傾向が大きいため,亜鉛が陽イオンとなって溶けるので,鉄は腐食されにくくなる。
★出題年
・2002年 本
・鉄に美しい外観をもたせ,さびにくくするために,スズ(Sn)を用いてブリキを つくる。ブリキは缶詰の缶などに用いられる。
・ステンレス鋼はさびにくい合金であり,鉄を主成分としてクロム(Cr)やニッケル (Ni)を含む。
さびにくい性質を利用し,台所の流し台などに用いられる。
★出題年
・2006年 本・2007年 追・2009年 追
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センター試験対策⑱ 銅に関する問題
今日は、センター試験対策⑱ 銅に関する問題についてです。
■□■単体■□■
・銅(Cu)は赤みを帯びた金属で,熱伝導性,電気伝導性が銀(Ag)についで大きく,さらに展性・延性も,金(Au),銀についで大きいので,電線などの電気材料に用いられる。
★出題年
今後出題可能性有
・銅は空気中で加熱すると,黒色の酸化銅(Ⅱ)になる。
2Cu + O2 → 2CuO
★出題年
・2001年 追
・塩素は赤熱した銅と激しく反応して,塩化銅(Ⅱ)が生成する。
Cu + Cl2 → CuCl2
★出題年
・2001年 追
・銅を屋外で放置すると,大気中のH2OやCO2によって緑色のさびである緑青(ろくしょう)( CuCO3・Cu(OH)2)を生じる。
★出題年
・1997年 本・2015年 本
☆銅はイオン化傾向が小さく,硝酸や熱濃硫酸のような酸化力のある酸に溶ける。
・銅に濃硫酸を加えて加熱すると,二酸化硫黄が発生する。
Cu +（濃）2H2SO4 → CuSO4 + 2H2O + SO2
★出題年
・1998年 追・2000年 本・2003年 本・2004年 本・2008年 本・2010年 本・2015年 本
・銅に希硝酸を加えると,一酸化窒素が発生する。
3Cu +（希）8HNO3 → 3Cu（NO3）2 + 4H2O + 2NO
★出題年
・2007年 追・2010年 本・2011年 本
・銅に濃硝酸を加えると,二酸化窒素が発生する。
Cu +（濃）4HNO3 → Cu（NO3）2 + 2H2O + 2NO2
★出題年
・2000年 本・2007年 本・2008年 本・2010年 本・2011年 本
■□■イオン■□■
・銅(Ⅱ)イオン(青色)を含む水溶液に少量の水酸化ナトリウム水溶液やアンモニ ア水を加えると水酸化銅(Ⅱ)が青白色沈殿する。
さらに,水酸化銅(Ⅱ)に過剰のアンモニア水を加えると,沈殿が溶け,深青色の水溶液になる。(過剰の水酸化ナトリウムには溶けないことに注意！)
★出題年
・1996年 本・2000年 本・2002年 本・2003年 本・2005年 本・2007年 本・2009年 本
・銅(Ⅱ)イオンを含む水溶液に硫化水素を通じると,硫化銅(Ⅱ)が黒色沈殿する。
★出題年
・1996年 追・1999年 本・2001年 本・2004年 追・2005年 本
■□■水和物■□■
・硫酸銅(Ⅱ)無水物(白色)は水と反応すると,硫酸銅(Ⅱ)五水和物(青色)になる。
(硫酸銅(Ⅱ)無水物を水に溶かすと,水溶液は青色を呈する。)
CuSO4 + 5H2O → CuSO4・ 5H2O
★出題年
・2007年 本
・銅の硫酸塩の水和物(青色)の結晶を加熱すると,水和水を失って白色の硫酸銅が生成する。
CuSO4・ 5H2O → CuSO4 + 5H2O
★出題年
・2002年 追
■□■酸化物■□■
・酸化銅(Ⅱ)は塩基性酸化物であり,酸(硫酸)に溶ける。
CuO + H2SO4 → CuSO4 + H2O
★出題年
・2003年 追
■□■水酸化物■□■
・水酸化銅(Ⅱ)を加熱すると,酸化銅が黒色沈殿する。
Cu(OH)2 → CuO + H2O
★出題年
・1998年 追・2015年 本
■□■合金■□■
・黄銅(真鍮(しんちゅう)は,銅に亜鉛を加えて得られる黄色の光沢をもつ合金で,さびにくく加工しやすいので５円玉や楽器などに用いられる。
★出題年
・1998年 本
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