無機化学１

単語カード

設定全面表示

• 水素の性質　

  無色・無臭・難溶・水上置換　宇宙に最も多く存在。水に溶けにくく、全ての気体の中で密度が最も小さい。空気中で点火すると淡い青色の高温の炎を出して燃え、水になる。高温では、金属の酸化物などを還元できる。アンモニア・塩化水素・メタノールの合成。燃料電池の活物質、ロケットの燃料などに利用
• 水素の実験室製法　工業的製法

  実：Zn+H₂SO₄→ZnSO₄＋H₂↑（亜鉛・アルミニウムなどの金属と強塩基の反応、水の電気分解）　工：CH₄＋H₂O-(触媒Ni)→CO＋3H₂↑（炭化水素と水蒸気を反応）
• ヘリウムの性質と製法

  水素に次いで軽く、不燃性（風船や飛行船）。すべての物質の中で最も融点が低い→極低温の実験に用いられる　製：天然ガスを冷却して得た液体を分留する
• アルゴンの性質と製法

  空気中に１％含まれる→液体空気の分留で得れる。　電球や蛍光灯の封入ガス、溶接時の酸化を防ぐための保護ガス
• フッ素の性質

  淡黄色・有毒・気体　低温・暗所でも爆発的に水素と反応。水に激しく反応し酸素を発生
• 塩素の性質

  黄緑色・有毒・気体・刺激臭・溶・下方置換・酸性　常温で光を当てると水素と反応。水に少し溶けた一部が水と反応する
• 臭素の性質

  赤褐色・有毒・液体　高温にすると水素と反応。　塩素より弱いが、水に少し溶けた一部が水と反応
• ヨウ素の性質

  黒紫色・有毒・固体・昇華性の結晶　高温で一部が水素と反応。　水に溶けにくく、反応しにくい
• 塩素の工業的製法　実験室製法　

  工：塩化ナトリウム水溶液の電気分解　実：MnO₂＋4HCl→MnCl₂＋2H₂O＋Cl₂↑　製：さらし粉(CaCl(ClO)・H₂O)または高度さらし粉(Ca(ClO)₂・2H₂O)に希硫酸を加える
• 塩素の実験的製法

  水（HClの除去）→濃硫酸（水蒸気の除去）→下方置換で集める
• 塩素と水

  Cl₂＋H₂O⇆HCl＋HCLO(次亜塩素酸）←水溶液中でのみ生じる弱酸
• 塩素と加熱した銅

  Cu＋Cl₂→CuCl₂（加熱した銅やナトリウムと激しく反応）
• ヨウ素デンプン反応

  デンプン溶液にヨウ素の溶液を加えると青～青紫色になる反応
• フッ化水素（HF)の性質　製法

  HFは分子間で水素結合→ほかのハロゲン化水素に比べて沸点が高い。　製：CaF₂(蛍石、フッ化カルシウム）＋H₂SO₄（濃）-(加熱)→CaSO₄＋２HF↑
• フッ化水素酸

  フッ化水素の水溶液。弱酸。（塩素原子が小さい＋水素結合＝電離しにくい）ガラスの主成分の二酸化ケイ素SiO₂を溶かす。→保存にはポリエチレンの容器　SiO₂＋6HF→H₂SiF₆(ヘキサフルオロケイ酸)＋2H₂O
• 塩化水素の製法　実験室製法

  無色・刺激臭・有毒・非常に溶・下方置換・強酸　製：H₂＋Cl₂-(光)→2HCl　実：NaCl＋H₂SO₄(濃)₋(加熱)→NaHSO₄＋HCl↑
• 塩化水素とアンモニア

  HCl＋NH₃→NH₄Cl（塩化アンモニウム）（白煙）
• さらし粉(CaCl(ClO)・H₂O)の製法　性質

  Ca(OH)₂＋Cl₂→CaCl(ClO)・H₂O　さらし粉が水溶液中で電離して生じる次亜塩素酸イオンClO⁻は酸化力が強い
• 高度さらし粉(Ca(ClO)₂・2H₂O)の性質

  さらし粉から溶解度の大きなCaCl₂を除いたもの　殺菌・消毒剤や漂白剤
• ハロゲン化銀の溶解度

  ハロゲンの塩は水に溶けやすいが、AgF以外のハロゲン化源は水に溶けない。AgCl(白）、AgBr(淡黄)、AgI(黄)
• 酸素の性質、工業的製法、実験室製法

  無色・無臭・難溶・水上置換　工：液体空気の分留　実；２H₂O₂-(触媒MnO₂)→２H₂O＋O₂↑　２KClO₃(塩素酸カリウム)-(触媒MnO₂、加熱)→2KCl＋３O₂↑　製鉄・溶接・酸素吸入
• オゾンの性質　製法

  淡青色・有毒・特異臭・わずかに溶　３O₂-(紫外線、無声放電(音の発生しない放電)→2O₃
• オゾンの検出

  ヨウ化カリウム水溶液にオゾンを通じるとI₂が生成→ヨウ素デンプン反応　２KI＋O₃＋H₂O→I₂＋２KOH＋O₂
• 硫黄の同素体

  斜方硫黄S₈：常温で安定　単斜硫黄S₈：95.5℃以上で安定、120℃付近に加熱した液体の硫黄を冷やす　ゴム状硫黄Sn：弾性がある、黒褐色にもなる、250℃付近に加熱した液体の硫黄を水中に注いで急激に冷却する
• オキソ酸とは

  分子中に酸素を含む酸　次亜塩素酸HClO、硫酸H₂SO₄、硝酸HNO₃　同一元素のオキソ酸では、中心原子の酸化数が大きいものほど酸性が強くなる
• 硫化水素H₂Sの性質と製法

  孵卵臭・無色・有毒・気体・溶・下方置換・弱酸　酸化されやすく、強い還元剤として働く　金属イオンを含む水溶液に通じると沈殿を生成しやすい　製法：FeS＋H₂SO₄-(弱酸の遊離)→FeSO₄＋H₂S↑
• 二酸化硫黄SO₂の性質と製法

  刺激臭・無色・有毒・気体・溶・下方置換・弱酸　水に溶かすと亜硫酸H₂SO₃となって電離し、弱い酸性を示す　製法：Na₂SO₃(亜硝酸ナトリウム)＋H₂SO₄₋(弱酸の遊離)→Na₂SO₄＋SO₂↑　Cu(加熱)＋2H₂SO₄(熱濃)→CuSO₄＋２H₂O＋SO₂↑
• 硫酸の製法　接触式硫酸製造法(接触法)

  ①酸化バナジウム(Ⅴ)V₂Oを触媒にして、二酸化硫黄を空気中の酸素と反応させて三酸化硫黄(SO₃)をつくる　２SO₂＋O₂⇆(触媒V₂O₅)２SO₃　②三酸化硫黄を98～99％の濃硫酸に吸収させ、その中の水と反応させる　SO₃＋H₂O(濃硫酸中の)→H₂SO₄
• 濃硫酸の性質

  無色・重い液体・粘性　水をほとんど含まない→ほとんど電離していない　濃硫酸を水に溶かすと多量の熱を発生
• 濃硫酸を薄めて希硫酸をつくる

  濃硫酸を水に溶かすと多量の熱を発生→水をかき混ぜながら濃硫酸を少しずつ注ぐ
• 濃硫酸の性質　不揮発性

  濃硫酸は沸点が高く、不揮発性→揮発性の酸の塩と反応すると揮発性の酸が遊離　NaCl＋H₂SO₄→NaHSO₄＋HCl↑
• 濃硫酸の性質　吸湿性

  濃硫酸は吸湿性が高く、中性・酸性の気体の乾燥材として用いられる
• 濃硫酸の性質　脱水作用

  濃硫酸は脱水作用が強い。　C₁₂H₂₂O₁₁(スクロース、ショ糖)₋(濃硫酸、脱水)→12C＋11H₂O　炭化する
• 濃硫酸の性質　酸化作用

  加熱した濃硫酸（熱濃硫酸）は強い酸化作用　銅や銀などのイオン化傾向が水素よりも小さい金属を溶かす。　Cu＋２H₂SO₄→CuSO₄＋２H₂O＋SO₂↑
• 希硫酸の性質

  強い酸性を持ち、イオン化傾向が水素より大きい金属と反応して水素を発生
• 窒素の性質

  無色・無臭・難溶・水上置換　工：液体空気の分留　液体窒素は冷却剤に　常温では化学反応を起こしにくいが、高温・高圧ではさまざまな化合物をつくる
• 黄リンP₄の性質　製法

  猛毒・淡黄色・固体　皮膚に触れると火傷　空気中で自然発火→水中で保存　製：リン酸カルシウムCa₃(PO₄)₂を主成分とする鉱石にけい砂（主；SiO₂）とコークス（主：C）を混ぜて電気炉中で加熱
• 赤リンPの性質　製法

  弱毒・赤褐色・粉末　マッチの摩擦面　製：黄リンを窒素中で250℃付近で長時間加熱
• アンモニアの性質　工業的製法　実験室的製法

  無色・刺激臭・有毒・非常によく溶・上方置換・弱塩基性　硝酸の原料や、アンモニウム塩や尿素のような肥料の原料　工：ハーバー・ボッシュ法　N₂＋３H₂-(触媒Fe₃O₄四酸化三鉄、高温400~600℃、高圧１×10⁷~３×10⁷Pa)→２NH₃　実：２NH₄Cl＋Ca(OH)₂₋(弱塩基の遊離)→CaCl₂＋２H₂O＋２NH₃↑
• ハーバー・ボッシュ法を高温・高圧で行う理由

  低温・高圧の方がアンモニアの生成率が高いが、低温では反応速度が遅い→高温・高圧で合成を行う
• 一酸化窒素NOの性質と製法

  無色・有毒・気体・難溶・水上置換　空気中ではすぐに酸化されて二酸化窒素NO₂になる　３Cu＋８HNO₃→３Cu(NO₃)₂＋４H₂O＋２NO↑
• 二酸化窒素NO₂の性質

  刺激臭・赤褐色・有毒・気体・溶・下方置換・強酸　常温では二酸化窒素の一部が無色の四酸化二窒素N₂O₄となり、平衡状態　２NO₂⇆N₂O₄　水に溶けると硝酸と一酸化窒素になる　３NO₂＋H₂O→２HNO₃＋NO
• 二酸化窒素NO₂の製法

  Cu＋４HNO₃(濃)→Cu(NO₃)₂＋２H₂O＋２NO₂↑
• オストワルト法

  ①４NH₃＋５O₂₋(触媒Pt、高温800～900℃)→４NO＋６H₂O　②２NO＋O₂→２NO₂　③３NO₂＋H₂O→２HNO₃＋NO
• 硝酸と不動態

  アルミニウム、鉄、ニッケルを濃硝酸に入れると酸化物の被膜ができて反応が進まなくなる
• 十酸化四リンP₄O₁₀の性質と製法

  白色・吸湿性が高い→乾燥剤や脱水剤　製：４P＋５O₂₋(燃焼)→P₄O₁₀　
• リン酸H₃PO₄の性質と製法

  水溶液は中程度の酸性　P₄O₁₀＋６H₂０→４H₃PO₄
• 過リン酸石灰の性質と製法

  リン酸二水素カルシウムCa(H₂PO₄)₂と硫酸カルシウムCaSO₄の混合物　製法：Ca₃(PO₄)₂(リン酸カルシウム、リン鉱石)＋2H₂SO₄→Ca(H₂PO₄)₂＋２CaSO₄
• グラフェン

  黒鉛(グラファイト）一層分だけからなる薄膜上の物質
• フラーレン

  C₆₀、C₇₀などの分子式をもった球場の構造、褐色を帯びた黒色、絶縁体、アルカリ金属を添加したものが超伝導性を示す
• カーボンナノチューブ

  黒鉛の平面構造が筒状になった構造、黒色、導体または半導体、強度が高い、太さによって電気伝導性が変わる
• ケイ素Siの性質と製法

  ダイヤモンドと同じ構造をもつ灰色の結晶、金属に似た光沢、融点が高く、硬くて脆い。　半導体→高純度のケイ素は集積回路(IC)や太陽電池など　地殻中で酸素に次いで多く存在、単体は天然に存在しない　SiO₂＋２C→Si＋２CO↑
• 一酸化炭素COの性質と製法　実験室製法

  無色・無臭・有毒・難溶・水上置換　高温のCOは強い還元作用を持つ　２CO＋O₂₋(加熱)→２CO₂（青白い炎を出して燃える）　製：CO₂＋C⇆２CO　実：HCOOH₋(濃硫酸、脱水)→H₂O＋CO↑
• 二酸化炭素CO₂の性質と製法　実験室製法

  無色・無臭・溶・下方置換・弱酸(水に少し溶け炭酸H₂CO₃として電離　CO₂＋H₂O⇆H⁺＋HCO⁻)　大気中に0.04％　製：CaCO₃(炭酸カルシウム、石灰石)₋(強熱、熱分解)→CaO＋CO₂↑　実：CaCO₃＋2HCl(希)₋(弱酸の遊離)→CaCl₂＋H₂O＋CO₂↑
• 二酸化炭素CO₂と水酸化カルシウムCa(OH)₂水溶液（石灰石）

  炭酸カルシウムCaCO₃を生じ、石灰水を白濁させる　Ca(OH)₂＋CO₂→CaCO₃↓＋H₂O
• 二酸化ケイ素(シリカ)SiO₂の性質

  石英・水晶・けい砂として天然に大量に存在　結晶は固く、融点が高い　酸性酸化物
• ケイ酸ナトリウムNa₂SiO₃の性質と製法

  製法：二酸化ケイ素に炭酸ナトリウムや水酸化ナトリウムなどの塩基を加える　SiO₂＋Na₂CO₃₋(高温)→Na₂SiO₃＋CO₂　水を加えてオートクレーブ(耐圧容器)中で加熱すると水ガラス（粘性の大きな水あめ上の液体)が生じる
• 水ガラスを空気中に放置すると

  SiO₂を析出し、流動性を失って固まる(ゲル状になる)→ガラスの接合剤や防火剤の原料、土壌硬化剤として地下水の止水や土壌の液状化対策などに使用
• ケイ酸SiO₂・nH₂Oの性質、製法

  水ガラスの水溶液に酸を加えると弱酸であるケイ酸SiO₂・nH₂Oがゲル状となり生成→乾燥させるとシリカゲル
• シリカゲルの性質

  微細な空間がある多数ある→単位質量当たりの表塩析が極めて大きい→表面に気体や色素分子などを吸着しやすい　表面に親水性の‐OHの構造がある→水蒸気を吸着する力が強い　乾燥剤・脱臭剤に用いられる
• セラミックス(陶業製品)

  陶磁器・ガラス・セメントなど　ケイ酸塩を原料とする
• 陶磁器

  土器（粘土・700～1000℃）、陶器(陶土(粘土・けい砂・長石)1150~1300℃）磁器(長石が多い陶土、1300~1450℃)
• ガラス

  ソーダ石灰ガラス(SiO₂、Na₂Oなど安価）カリガラス(SiO₂、K₂Oなど硬質・耐薬品性）ホウケイ酸ガラス(SiO₂、B₂O₃など耐熱性・耐薬品性）石英ガラス(SiO₂耐熱性・紫外線透過性）鉛ガラス(SiO₂、PbOなど透明度が高い)
• セメント

  石灰石、粘土、セッコウなどを高温で処理　セメントに砂利、砂、水を加えて固めたものがコンクリート
• 気体の発生装置

  ①試験管（固体または液体、加熱するとき固体は↓液体は↑）②フラスコと滴下漏斗（固体と液体、加熱する時は熱に強い丸底フラスコ）③ふたまた試験管（粒状の個体と液体、へこみのある方に固体）④キップの装置（固体と液体、加熱する時は熱に強い丸底フラスコ）③ふたまた試験管（粒状の個体と液体、コックを閉じると内部の圧力が上がり、液面が下がって反応が止まる）
• 乾燥剤の選び方　塩基性

  酸化カルシウム、ソーダ石灰　塩基性〇、中性〇、酸性×
• 乾燥剤の選び方　中性

  塩化カルシウム　塩基性×　中性〇　酸性〇
• 乾燥剤の選び方　酸性

  十酸化四リン、濃硫酸　塩基性×　中性〇　酸性〇（濃硫酸とH₂Sは×）
• 気体の検出方法　水素H₂

  空気と混合したものに点火すると、爆発する
• 気体の検出方法　塩素Cl₂

  湿ったヨウ化カリウムデンプン紙が青変する
• 気体の検出方法　塩化水素HCl

  濃アンモニア水を近づけると、白煙を生じる（NH₄Clの生成）
• 気体の検出方法　酸素O₂

  火のついた線香が炎をあげて燃える
• 気体の検出方法　オゾンO₃

  湿ったヨウ化カリウムデンプン紙が青変する
• 気体の検出方法　硫化水素H₂S

  酢酸鉛(II)水溶液をしみこませたろ紙が黒変する
• 気体の検出方法　二酸化硫黄SO₂

  ヨウ素デンプン反応を打ち消す（ヨウ素溶液を脱色する）
• 気体の検出方法　アンモニアNH₃

  湿った赤リトマス紙が青変する。濃塩酸を近づけると、白煙を生じる（NH₄Clの生成）
• 気体の検出方法　一酸化窒素NO

  空気に触れると、赤褐色になる(NO₂の生成）
• 気体の検出方法　二酸化窒素NO₂

  水に溶かすと、強い酸性を示す（HNO₃の生成）
• 気体の検出方法　一酸化炭素CO

  点火すると、青白い炎をあげて燃える
• 気体の検出方法　二酸化炭素CO₂

  石灰水に通すと、白濁を生じる(CaCO₃の生成）

広告

コメント