気体の性質、気体の製法(無機化学)知識テスト(問題と答え)

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①フッ素の色は何色か?

→淡黄色

②塩素の色は?

→黄緑色

③二酸化窒素の色は?

→赤褐色

④オゾンの色は?

→淡青色

⑤刺激臭のある気体を6つ挙げよ。

→アンモニア、塩素、塩化水素、二酸化窒素、二酸化硫黄、フッ化水素

⑥腐卵臭のある気体を1つ挙げよ。

→硫化水素

⑦特異臭のある気体を1つ挙げよ。

→オゾン

⑧(    )を除く酸性気体は全て有毒である。

→二酸化炭素

⑨酸性気体以外で有毒なものを3つ挙げよ。

→アンモニア、オゾン、一酸化炭素

⑩二酸化炭素の検出方法を答えよ。

→石灰水に通じる(白濁)
※化学反応式:Ca(OH)2 + CO2 → CaCO3+ H2O

⑪硫化水素と二酸化硫黄が反応すると何が生じるか?

→硫黄(コロイド)
※化学反応式:SO2 + 2H2S → 3S + 2H2O

⑫塩素の検出方法を2つ答えよ。

→青色リトマス紙(赤変の後に脱色)、ヨウ化カリウムデンプン紙(青紫色になる)
※塩素は水に溶けると、塩酸と次亜塩素酸を生じる(Cl2+H2O ⇄ HCl+HClO)。塩酸が酸性なので青色リトマス紙を赤変させ、次亜塩素酸の漂白作用により脱色する。
※塩素はヨウ素よりも酸化力が強いため、ヨウ化物イオンがヨウ素に酸化され、ヨウ素デンプン反応により青紫色になる。

⑬オゾンの検出方法を答えよ。

→ヨウ化カリウムデンプン紙(青紫色に変化)
※オゾンはヨウ素よりも酸化力が強いため、ヨウ化物イオンがヨウ素に酸化され、ヨウ素デンプン反応により青紫色になる。

⑭オゾンの生成方法を2つ答えよ。

→酸素に紫外線をあてる、酸素を無声放電させる。
※無声放電とは火花を起こさないで放電すること。

⑮アンモニアと塩化水素が反応すると何が生じるか?

→塩化アンモニウムの白煙

⑯乾燥剤として濃硫酸が使えない気体を答えよ。

→塩基性の気体、硫化水素
※硫酸は塩基性の気体とは中和反応をしてしまう。
※濃硫酸と硫化水素の酸化還元反応(H2SO4 + H2S → S + SO2 + 2H2O)が起きてしまう。

⑰乾燥剤として塩化カルシウムが使えない気体を答えよ。

→アンモニア
※CaCl2・8NH3という化合物が生成する。

⑱濃硫酸以外の酸性の乾燥剤を2つ答えよ。

→十酸化四リン、シリカゲル

⑲塩基性の乾燥剤を1つ答えよ。

→酸化カルシウム、(ソーダ石灰)
※ソーダ石灰は、生石灰(酸化カルシウム)を水酸化ナトリウムに浸し加熱乾燥したもの。

⑳上方置換で捕集するべき気体を1つ答えよ。

→アンモニア
※アンモニアは空気よりも軽い。(NH3の分子量<N2の分子量)
※アンモニアは水に溶けやすいので水上置換は使えない。

㉑下方置換で捕集するべき気体を6つ答えよ。

→硫化水素、塩化水素、二酸化窒素、二酸化硫黄、塩素、二酸化炭素
※水に溶けやすく、空気より重い気体。

㉒最も軽い気体は何か?

→水素

㉓希ガスは低圧下で放電するとどうなるか?

→特有の発色をする。
※ネオンサインに利用される。

㉔水素の製法は?

→亜鉛に希硫酸または希塩酸を注ぐ。
※化学反応式:Zn + H2SO4 → ZnSO4 + H2
※この反応はイオン化傾向を考えると理解できる。

㉕酸素の製法は?(2つ)

→酸化マンガン(Ⅳ)に過酸化水素水を注ぐ、塩素酸カリウムに酸化マンガン(Ⅳ)を加えて熱する。
※化学反応式:2H2O2 → 2H2O + O2
※化学反応式:2KClO3 → 2KCl + 3O2
※酸化マンガン(Ⅳ)は触媒。
※前者はOの自己酸化還元反応。

㉖窒素の製法は?

→亜硝酸アンモニウム水溶液を熱する。
※化学反応式:NH4NO2 → N2↑ + 2H2O
※Nの自己酸化還元反応。

㉗塩素の製法は?(2つ)

→酸化マンガン(Ⅳ)に濃塩酸を加えて熱する、さらし粉に塩酸を注ぐ。
※化学反応式:MnO2 + 4HCl → MnCl2 + 2H2O + Cl2
※化学反応式:CaCl(ClO)・H2O + 2HCl → CaCl2 + 2H2O + Cl2
※ともに酸化還元反応。

㉘塩化水素の製法は?

→食塩に濃硫酸を加えて熱する。
※化学反応式:NaCl + H2SO4 → NaHSO4 + HCl↑
※揮発性酸遊離反応という。不揮発性の酸(濃硫酸)が揮発性の酸(塩酸)を遊離させる反応。

㉙硫化水素の製法は?

→硫化鉄に希硫酸または希塩酸を注ぐ。
※FeS + H2SO4 → FeSO4 + H2S↑
※弱酸遊離反応

㉚アンモニアの製法は?

→塩化アンモニウムに水酸化カルシウムを加えて熱する。
※化学反応式:2NH4Cl + Ca(OH)2 → CaCl2 + 2H2O + 2NH3
※弱塩基遊離反応

㉛二酸化硫黄の製法は?(2つ)

→銅に濃硫酸を加えて熱する、亜硫酸ナトリウムに希硫酸を注ぐ。
※化学反応式:Cu + 2H2SO4 → CuSO4 + SO2 + SO2
※化学反応式:Na2SO3 + H2SO4 → Na2SO4 + 2H2O + SO2
※前者は酸化還元反応、後者は弱酸遊離反応

㉜一酸化窒素の製法は?

→銅に希硝酸を注ぐ。
※3Cu + 8HNO3 → 3Cu(NO3)2  + 4H2O + 2NO↑
※酸化還元反応

㉝二酸化窒素の製法は?

→銅に濃硝酸を注ぐ。
※Cu + 4HNO3 → Cu(NO3)2 + 2H2O + 2NO2
※酸化還元反応

㉞一酸化炭素の製法は?

→熱した濃硫酸にギ酸を滴下する。
※化学反応式:HCOOH → H2O + CO↑
※熱濃硫酸によって脱水が起きている。

㉟二酸化炭素の製法は?

→石灰石に塩酸を注ぐ。
※化学反応式:CaCO3 + 2HCl → CaCl2 + H2O + CO2
※弱酸遊離反応

㊱フッ化水素の製法は?

→ホタル石に濃硫酸を加えて熱する。
※化学反応式:CaF2 + H2SO4 → 2HF↑ + CaSO4
※揮発性酸遊離反応という。不揮発性の酸(濃硫酸)が揮発性の酸(フッ化水素)を遊離させる反応。


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