センター試験対策⑭ ハロゲンに関する問題
今日は、センター試験対策⑭ ハロゲンに関する問題についてです。
■□■単体■□■
F2
・フッ素は水と反応し,酸素が発生する。
★出題年
・2001年 追・2004年 追・2010年 本
・フッ素は,ハロゲンの単体の中で最も還元されやすい。
★出題年
・2005年 本
・電気陰性度は,周期表の右上ほど大きく,全ての元素の中でフッ素が最大である。
★出題年
・2005年 本
Cl2
・塩素は水に少し溶け,一部が水と反応して次亜塩素酸を生じる。
★出題年
・2005年 本・2010年 本
・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。
★出題年
・2001年 追
・酸化マンガン(Ⅳ)に塩酸を加えると,塩素が発生する。
★出題年
・2010年 本・2013年 本
・さらし粉に塩酸を加えると,塩素が発生する。
★出題年
・2004年 追・2006年 本・2010年 本
・塩素を含むプラスチックを燃焼させると,有害物質が発生する恐れがある。
★出題年
・2006年 追
・塩素水(次亜塩素酸)は,酸化力が強く漂白剤や殺菌剤として利用される。
★出題年
・2004年 追・2006年 追
Br2
・臭素は常温で赤褐色の液体である。
★出題年
・2010年 本
・単体の臭素を水に溶かすと,次亜臭素酸が発生する。
★出題年
・2007年 追
I2
・ヨウ素は常温で黒紫色の固体であり,昇華性がある。
★出題年
・2001年 追
・ヨウ素ヨウ化カリウム水溶液は,デンプンの検出に用いられる。
★出題年
・2001年 追・2006年 追・2010年 本
・ヨウ素は水に溶けにくいが,ヨウ化カリウム水溶液には三ヨウ化物イオンとなって溶ける。
★出題年
・2001年 追・2004年 追・2010年 本
その他
・単体の融点および沸点は,フッ素＜塩素＜臭素＜ヨウ素の順に高くなる。
・常温・常圧では,フッ素,塩素は気体,臭素は液体,ヨウ素は固体である。
・単体の酸化力の強さは,フッ素＞塩素＞臭素＞ヨウ素の順である。
★出題年
・2008年 本・1999年 本・2003年 追・2005年 本・2007年 追・1999年 本・2008年 本・2010年 本
■□■ハロゲン化銀■□■
・銀のハロゲン化物は,光によって分解し,銀を析出する。このような性質を感光性といい,この性質を利用して写真フイルムの感光剤として用いられている。
・ハロゲン化銀は感光性が強いので,褐色瓶に保存する。
★出題年
・1998年 追・2006年 本・2008年 本・2008年 追
・ハロゲン化銀のうち,フッ化銀(AgF)のみが水に溶けやすく,塩化銀(AgCI), 臭化銀(AgBr),ヨウ化銀(AgI)は,いずれも水に溶けにくい。
★出題年
・1999年 本・2001年 追・2003年 本・2008年 本
■□■ハロゲン化水素■□■
・HCl,HBr,HIの水溶液は,いずれも強酸で,HFのみが弱酸である。
酸の強さは,HF＜HCl＜HBr＜HI。
★出題年
・2003年 追・2004年 追・2005年 本・2007年 追・2008年 本
・フッ化水素の沸点は,ハロゲン化水素の中で最も高い。
沸点は,HCl＜HBr＜HI＜HFの順に高くなる。
★出題年
・2005年 本
・フッ化水素は,フッ化カルシウム(ホタル石)を濃硫酸とともに加熱すると得られる。
★出題年
・2004年 追・2006年 本・2010年 本
・フッ化水素の水溶液にはガラスの主成分であるSiO2を溶かす性質がある。
★出題年
・2002年 本・2004年 追
・塩化水素は,塩化ナトリウムを濃硫酸とともに加熱すると得られる。
★出題年
・2003年 本・2004年 追・2007年 本・2009年 追
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センター試験対策⑬ 硫酸に関する問題
今日は、センター試験対策⑬ 硫酸に関する問題についてです。
■□■性質■□■
濃硫酸
☆濃硫酸は脱水作用が強い。
・スクロース(ショ糖)に濃硫酸を加えると脱水作用により,炭素が残り黒く
変色する。
★出題年
・2006年 本・2013年 本
・ギ酸に濃硫酸(脱水作用)を加えると,一酸化炭素(CO)が生成する。
★出題年
・2004年 追
・エタノールと濃硫酸との混合物を130～140℃で加熱すると,脱水反応が起こり,ジエチルエーテルが生成する。
★出題年
・1997年 本・2002年 追・2005年 追・2009年 追・2011年 本
・エタノールと濃硫酸との混合物を160℃～170℃に加熱すると,脱水反応が起こり,エチレンが生成する。
★出題年
・1999年 本・2001年 追・2003年 本
・カルボン酸とアルコールを反応させると,分子間で水分子がとれてエステルが生成する。
・エタノールに少量の濃硫酸の存在下で,酢酸と反応させると,酢酸エチルが
生成する。
★出題年
・1999年 追・2003年 追・2004年 本・2005年 本・2007年 追・2009年 追
・サリチル酸にメタノールと少量の濃硫酸を加えて加熱すると,サリチル酸メチルが生成する。
★出題年
・1997年 本・1998年 追・2000年 本・2003年 本・2008年 追
・ベンゼンに濃硫酸を加えて加熱すると,置換反応(スルホン化)が起こり,ベンゼンスルホン酸が生成する。
★出題年
・1998年 本・2002年 追・2005年 追・2006年 追・2007年 追・2008年 本・2012年 本
・鉄,ニッケル,アルミニウム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。
※希硫酸,希硝酸には溶けることに注意！
★出題年
・2003年 本・2011年 本
■□■製法■□■
接触法(硫酸の工業的製法)
①硫黄を燃焼させて,二酸化硫黄にする。
S + O2 → SO2
②二酸化硫黄を酸化バナジウム(Ⅴ)触媒を用い,高温・高圧で酸素と反応させ,三酸化硫黄にする。2SO2 + O2 → 2SO3
③三酸化硫黄に濃硫酸に吸収させて発煙硫酸とし,発煙硫酸に希硫酸を加えて,濃硫酸とする。
SO3 + H2O→ H2SO4
・二酸化硫黄を酸化し,生じた三酸化硫黄に水を作用させると硫酸が生成する。
★出題年
・2002年 追・2004年 本・2008年 本
希硫酸
☆硫酸イオンは,Ba2＋,Ca2＋,Pb2＋と白色沈殿を形成する。
★出題年
・1997年 本・1998年 本・2004年 本・2005年 本・2008年 本
・Pb,PbO2,PbSO4は希硫酸とは反応しない。(溶けない)※しかし,鉛蓄電池では,PbO2とPbを導線でつないでいるので,希硫酸に溶ける。
★出題年
・2003年 追・2012年 本
☆希硫酸は,電離度が大きく,強酸性を示す。(酸化力はない)
・鉄や亜鉛に希硫酸を加えると,水素(H2)が生成する。
「水素よりイオン化傾向の大きい金属」＋「希酸」
Zn +(希)H2SO4 → ZnSO4 + H2↑
・硫化鉄(Ⅱ)に希硫酸を加えると,硫化水素(H2S)が生成する。
「弱酸の塩」＋「強酸」→「強酸の塩」＋「弱酸」
FeS(Ⅱ)+ (希)H2SO4 → FeSO4 + H2S↑
・亜硫酸ナトリウムに希硫酸を加えると,二酸化硫黄(SO2)が生成する。
「弱酸の塩」＋「強酸」→「強酸の塩」＋「弱酸」
Na2SO3 + (希)H2SO4 → Na2SO4 + H2O + SO2↑
★出題年
・1999年 本・2002年 追・2003年 本・2003年 追・2004年 追・2007年 追・2009年 追・2010年 本
・2011年 本
濃硫酸
☆濃硫酸は,吸湿性が強く,酸性の乾燥剤として用いられる。
※塩素の発生と精製実験でもよく出題される！
★出題年
・2000年 本・2001年 本・2004年 本・2008年 追・2010年 本
・濃硫酸,濃硝酸,濃塩酸は,いずれもガラスをおかさない。
★出題年
・2000年 本
☆濃硫酸は,不揮発性の酸で,濃硝酸,濃塩酸は揮発性の酸である。
・塩化ナトリウムに濃硫酸を加えると,塩化水素(HCl)が生成する。
「揮発性酸の塩」＋「不揮発性酸」→「不揮発性酸の塩」＋「揮発性酸」
NaCl + (濃)H2SO4 → NaHSO4 + HCl↑
★出題年
・2000年 本・2004年 追・2009年 追
☆熱濃硫酸は,酸化力が強い。
・濃硫酸,濃硝酸には還元作用はない。
・銀や銅に熱濃硫酸を加えると,二酸化硫黄(SO2)が生成する。
「水素よりイオン化傾向の小さい金属」＋「酸化力をもつ酸」
Cu + (濃)2H2SO4 → CuSO4 + 2H2O + SO2↑
2Ag + (濃)2H2SO4 → Ag2SO4 + 2H2O + SO2↑
★出題年
・2000年 本・2002年 追・2003年 本・2006年 追・2011年 本
☆濃硫酸の溶解熱は大きい。
・濃硫酸の溶解熱は非常に大きく,濃硫酸に少量の水を加えると,溶解熱によって水が急激に沸騰し,周囲に濃硫酸が飛び散りとても危険である。そのため,多量の水に少しずつよくかき混ぜながら濃硫酸を加えて,希硫酸を調製する。
★出題年
・2007年 追・2009年 本・2013年 本
☆濃硫酸は,粘度・密度が大きい。
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センター試験対策⑫ 硝酸に関する問題
今日は、センター試験対策⑫ 硝酸に関する問題についてです。
■□■製法■□■
■ 硝酸は,火薬,医薬品,肥料,染料の重要な原料となる。
オストワルト法(硝酸の工業的製法)
①アンモニアと空気との混合気体を800℃に加熱した白金網(触媒)に接触させて一酸化窒素を作る。
4NH3 + 5O2 → 4NO + 6H2O
②冷却後,一酸化窒素を空気中の酸素と反応させ,二酸化窒素を作る。
2NO + O2 → 2NO2
③二酸化窒素を温水に吸収させて硝酸を生成する。
3NO2 + H2O → 2HNO3 + NO
★出題年
・2008年 本・2012年 本・2013年 本
■□■取り扱い■□■
・濃硝酸は光を当てると,二酸化窒素(NO2)と酸素(O2)に分解するので,褐色瓶に入れて暗所で保存する。(褐色瓶は,光の侵入を遮る。)
・皮膚につくと,皮膚の色が黄色(キサントプロテイン反応)に変色する。
★出題年
・2006年 本・2012年 本
■□■性質■□■
・濃硝酸(硝酸),濃硫酸(硫酸)には還元作用はない。(硝酸は酸化剤となる)
・銅または銀に希硝酸を加えると,一酸化窒素(NO)が生成する。
「水素よりイオン化傾向の小さい金属」＋「酸化力をもつ酸」
3Cu +(希)8HNO3 → 3Cu(NO3)2 + 4H2O + 2NO↑
・銅または銀に濃硝酸を加えると,二酸化窒素(NO2)が生成する。
「水素よりイオン化傾向の小さい金属」＋「酸化力をもつ酸」
Cu +(濃)4HNO3 → Cu(NO3)2 + 2H2O + 2NO2↑
★出題年
・2000年 本・2007年 追・2008年 追・2010年 本・2011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。
※希硫酸,希硝酸には溶けることに注意！
★出題年
・2003年 本・2011年 本
・濃硝酸,濃硫酸,濃塩酸は,いずれもガラスをおかさない。
★出題年
・2000年 本
・濃硝酸,濃塩酸は,揮発性の酸で,濃硫酸は,不揮発性の酸である。
★出題年
・2000年 本
・白金は王水(濃硝酸：濃塩酸 = 1：3)には溶ける。
★出題年
・2005年 本・2011年 本
■□■ニトロ化■□■
・ベンゼンに濃硝酸と濃硫酸の混合物を加えて温めると,置換反応(ニトロ化)が起こり,ニトロベンゼンが生成する。
★出題年
・1996年 本・1997年 追・1999年 本・2003年 追・2005年 本・2008年 追・2012年 本
・フェノールに濃硝酸と濃硫酸の混合物を加えて加熱すると,ニトロ化され, ピクリン酸(2,4,6-トリニトロフェノール)が黄色沈殿する。
★出題年
・2000年 追・2001年 追・2004年 追
・トルエンに濃硝酸と濃硫酸の混合物を加えて加熱すると,ニトロ化され, 2,4,6-トリニトロトルエン(TNT)が生成する。
★出題年
・2004年 追・2005年 本・2006年 追
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