▶ 理系大学入試でよく出る気体の生成法
・ Ｈ２
- 2Na + 2H2O → 2NaOH + H2
- 操作：Naが常温の水と激しく反応する
- 金属 + H2SO4 → 硫化金属 + H2
- 操作：水素よりもイオン化傾向が高いリチウム～マンガンの単体を希塩酸や希硫酸と反応させる
注意点として、水素よりもイオン化傾向が低いCu以下のものは、希硝酸・濃硝酸・熱濃硫酸とは反応し、水素は発生しません。
- 王水：硝酸と塩酸を1対3で混合
- 語呂合わせ：王水は一生3円
- ２Al + ６HCｌ → ２ＡｌＣｌ３ + ３Ｈ２
- 操作：両性金属元素と塩酸
- ２Ａｌ + ２ＮａＯＨ + ６Ｈ２Ｏ → ２Ｎa［Ａｌ（ＯＨ）４］ + ３H2
- 操作：両性金属元素と水酸化ナトリウムで、テトラヒドロキシアルミン酸ナトリウム
・ Ｏ２
- ２Ｈ２Ｏ２ → ２H2O + ３Ｏ２
- 操作：酸化マンガンMnO2、または、カタラーゼを触媒として分解
- ＫＣｌＯ３ → ２ＫＣｌ + ３Ｏ２
- 操作：塩素酸カリウムを、MnO2を触媒として分解
- ２Ｆ２ + ２Ｈ２Ｏ → ４ＨＦ + Ｏ２
- 操作：F2が酸化剤となって、酸化還元反応
・ Ｏ3（淡青色、特異臭）
強い酸化作用を示し、オゾンを水で湿らせたヨウ化カリウムデンプン紙に触れさせるとヨウ化物イオンが酸化されてヨウ素I2が生じる。このヨウ素はでんぷんのらせん構造に取り込まれ、青～青紫色に呈色します。
・ Ｈ２Ｓ（腐卵臭）
強い還元剤としても頻出
- FeS + H2SO4 → FeSO4 H2S
- 操作：弱酸の塩であるFeSに希硫を加えて弱酸遊離
・ NO
- ３Cu + ８HNO3 → 3Cu（NO3）2 + ２NO + ４H2O
- 操作：イオン化傾向がH以下の金属を還元剤、酸化剤に希硝酸を用いる
- ４NH３ + ５O2 → ４NO + ６H2O
- 操作：空気とアンモニアを混合、800℃で白金網に通じる
・ NO２（赤褐色、特異臭、有毒）
- Cu + ４HNO3 → Cu（NO3）２ + ２NO2 + ２H2O
- Ag + ４HNO3 → AgNO3 + H2O + NO2
- 操作：イオン化傾向がH以下の金属を還元剤、酸化剤に濃硝酸を用いる
- ４HNO3 → ４NO2 + ２H2O +O2
- 操作：上記のように硝酸は光で分解されてしまうので褐色の瓶で保存
・ HF（弱酸性）
- CaF2 + 濃H2SO4 → ２HF + CaSO4
- 操作：ホタル石に濃硫酸
SiO2 + ６HF → H2SiF6 + ２H2Oのようにガラスと反応してヘキサフルオロケイ酸を発生させるため、ガラス瓶ではなくポリエチレン容器に入れる
・ ＳＯ２（酸化剤にも還元剤にもなります）
- Cu + ４NHO3 → Cu（NO3）２ + ２NO2 + ２H2O
- 操作：イオン化傾向がH以下の金属を還元剤、酸化剤に濃硝酸を用いる
・ ＳＯ３（刺激臭、漂白剤に使用）
- S + O2 → SO2 →（酸化） SO3
- 操作：酸化には酸化バナジウムを使用
・ ＮＨ３（刺激臭）
- NH4Cl + Ca（OH）２ → CaCl2 + ２NH３ + ２H2O
- 操作：弱塩基の塩である塩化アンモニウムと強塩基の水酸化カルシウム水溶液とで弱塩基遊離
- （NH4）２SO4 + ２NaOH → ２NH3 + NaSO4 + H2O
- 操作：弱塩基の塩である硫酸アンモニウムと強塩基の塩化ナトリウム水溶液とで弱塩基遊離
・ ＨＣｌ（刺激臭）
- NaCl + 濃H2SO4 → NaHSO4 + HCl
- 操作：濃硫酸の不揮発性を利用
・ Cl2（黄緑色、刺激臭、有毒）
- 4HCl + MnO2 → MnCl２ + ２H2O + Cl2
- 操作：Cl-を還元剤、MnO2を酸化剤として酸化還元反応
- さらし粉：CaCl(ClO)・H2O + ２HCl → CaCl２ + 2H2O + Cl2
- 高度さらし：粉CaCl(ClO)・２H2O + ４HCl → CaCl２ + ４H2O + ２Cl2
▶ 色がある気体、水に溶けると色があるイオン、においがある気体、水に溶けにくい気体、空気や地殻中に多い気体・元素
・ 色がある気体
・ 水に溶けると色があるイオン
- 対象のイオン：Fe2+、Fe3+、Cu２+、Ni２+、Mn２+、Cro42-、Cr2O7２-、I3-、MnO4-、MnO42-
- 暗記フレーズ：
・ 刺激臭のある気体
- 対象の気体：Ｏ３、Ｈ２Ｓ、ＳＯ２、ＮＨ３、ＨＣｌ、ＮＯ２、Ｃｌ２
- 暗記フレーズ：
・ 水に溶けにくい
- 対象の気体など：ＮＯ、ＣＯ、Ｈ２、Ｏ２、Ｎ２、油
- 暗記フレーズ：濃耕水産地油
・ 乾燥空気中に含まれる気体の中で多い順
- 対象の気体など：N2、O2、Ar、CO2、Ne、He
- 暗記フレーズ：ちょおおアルのはCO2ね？
・ 地殻中に含まれる元素の質量順
- 対象の気体など：O2、Si、Al、Fe、Ca
- 暗記フレーズ：おっしゃるってか、オシャルテ
XYZ
