気体の発生法(試薬・加熱・反応の型)
着眼点試薬を丸暗記せず反応の型(弱酸の遊離・揮発性酸の遊離・弱塩基の遊離・酸化還元・分解)で分けると、反応式が自分で書ける。
主な反応式
\ce{MnO2 + 4HCl -> MnCl2 + Cl2 ^ + 2H2O} \ce{NaCl + H2SO4 -> NaHSO4 + HCl ^} \ce{2NH4Cl + Ca(OH)2 -> CaCl2 + 2H2O + 2NH3 ^} \ce{FeS + H2SO4 -> FeSO4 + H2S ^} \ce{Cu + 2H2SO4 -> CuSO4 + 2H2O + SO2 ^} \ce{3Cu + 8HNO3 -> 3Cu(NO3)2 + 4H2O + 2NO ^} \ce{Cu + 4HNO3 -> Cu(NO3)2 + 2H2O + 2NO2 ^}| 気体 | 試薬 | 加熱 | 型 |
|---|---|---|---|
| \ce{H2} | 亜鉛+希硫酸(希塩酸) | 不要 | 酸化還元 |
| \ce{O2} | 過酸化水素水+酸化マンガン(IV)(触媒) | 不要 | 分解 |
| \ce{O2} | 塩素酸カリウム+酸化マンガン(IV)(触媒) | 要 | 分解 |
| \ce{Cl2} | 酸化マンガン(IV)+濃塩酸 | 要 | 酸化還元 |
| \ce{Cl2} | 高度さらし粉+塩酸 | 不要 | 酸化還元 |
| \ce{HCl} | 塩化ナトリウム+濃硫酸 | 要 | 揮発性酸の遊離 |
| \ce{HF} | ホタル石 \ce{CaF2}+濃硫酸 | 要 | 揮発性酸の遊離 |
| \ce{NH3} | 塩化アンモニウム+水酸化カルシウム | 要 | 弱塩基の遊離 |
| \ce{CO2} | 石灰石+希塩酸 | 不要 | 弱酸の遊離 |
| \ce{H2S} | 硫化鉄(II)+希硫酸(希塩酸) | 不要 | 弱酸の遊離 |
| \ce{SO2} | 銅+濃硫酸(熱濃硫酸) | 要 | 酸化還元 |
| \ce{SO2} | 亜硫酸水素ナトリウム+希硫酸 | 不要 | 弱酸の遊離 |
| \ce{NO} | 銅+希硝酸 | 不要 | 酸化還元 |
| \ce{NO2} | 銅+濃硝酸 | 不要 | 酸化還元 |
| \ce{CO} | ギ酸+濃硫酸 | 要 | 脱水 |
例題
1
石灰石に希塩酸を加えたときの反応式を書き、反応の型を答えよ。
解答
\ce{CaCO3 + 2HCl -> CaCl2 + H2O + CO2 ^}強酸(塩酸)が弱酸(炭酸)の塩から弱酸を追い出す弱酸の遊離。発生する \ce{H2CO3} が \ce{H2O + CO2} に分かれる。
2
塩化ナトリウムに濃硫酸を加えて加熱すると \ce{HCl} が発生する。塩酸は強酸なのに、なぜこの反応が進むのか。
解答
硫酸は不揮発性、塩化水素は揮発性。加熱すると \ce{HCl} が気体として系外に出ていくので、平衡が生成側に移り反応が進む(揮発性酸の遊離)。
確認問題
1
\ce{NH3} の発生で、試験管の口を少し下げて加熱するのはなぜか。
答え
生じた水が加熱部に流れ戻って試験管が割れるのを防ぐため(固体どうしの加熱に共通)。
2
硫化鉄(II)に希硫酸を加えて生じる気体と、反応の型は?
答え
\ce{H2S}。弱酸の遊離(強酸が弱酸 \ce{H2S} を追い出す)。