森

上総です。先週の問題いかがだったでしょう

問6か。「『ルブラン法』なんて聞いたことがないよ！」

反応 4って人も多いんじゃないかと思いますが，きっちり

4HCl ＋ O2 → 2Cl2 ＋ 2H2O

問題文から情報を拾い上げていけばある程度は解け

反応 5るハズです。どれだけ切り崩せたでしょうか。

Cl2 ＋ Ca(OH)2 → CaCl(ClO)･H2O

それでは，まずは前回の問題の解答です。

問7
硫化カルシウムは雨水中の炭酸と反応し，有毒で腐卵臭をもつ硫化水素を発生するため。

＜解答＞
問8
問1

反応 6

ア：ソルベー

CaS ＋ CO2 ＋ H2O → H2S ＋ CaCO3

イ：アンモニアソーダ

反応 7

ウ：水銀

2H2S ＋ 3O2 → 2SO2 ＋ 2H2Oエ：陽イオン交換膜

反応 8

オ：環境

SO2 ＋ 2H2S → 3S ＋ 2H2O

問2

問9

反応 1(ⅰ)

NaCl ＋ NH4HCO3 → NaHCO3 ＋ NH4Cl

2NaCl ＋ H2SO4 → Na2SO4 ＋ 2HCl(ⅱ)

加熱により熱分解し，派生する二酸化炭素により食品中内部に気泡が作られるという性質。

反応 2Na2SO4 ＋ 2C ＋ CaCO3 → Na2CO3 ＋ CaS ＋2CO2

問 10

問36.2(kg)

Na2CO3 ＋ Ca(OH)2 → 2NaOH ＋ CaCO3
問 11
問4

酸化鉄を触媒とし，高圧・常温より高い温度

(ⅰ)

(ⅰ)

燃える性質をもち，負の質量をもつ元素。

で，体積比 1：3 で窒素と水素を直接反応させ(ⅱ)

cアンモニアを得る方法。

(ⅲ)

e(ⅳ)

d(ⅱ)

ハーバー・ボッシュ法

問5
極めて pH の低い水溶液を排出することになるため，

問 12

生態系に影響を及ぼし，また生活用水や農業用水な

2NH4Cl ＋ Ca(OH)2 → 2NH3 ＋ 2H2O ＋ CaCl2

どの確保を困難にする。
問 13
2NaHCO3 → Na2CO3 ＋ CO2 ＋ H2O

1そのため，Na＋ ＋ e－ → Na

問 14
ルブラン法は環境に付加をかける不要物質をという反応で生じたナトリウムが水銀と合金を作生産過程で生じたが，ソルベー法は不要物質とるので，この合金を水に加え，して塩化カルシウムしか生じない。

2Na ＋ 2H2O → 2NaOH ＋ H2

炭酸水素ナトリウムは溶解度が小さいので溶という反応を起こすことにより，水酸化ナトリウム解度積が小さく，系の他のイオンの組合せのイを得る。ただし，水銀の蒸発・流出などにより付近オン積がその溶解度積に達する前に，炭酸水素の環境に悪影響を与える恐れがある。

(ⅰ)

(ⅱ)

ナトリウムのイオン積が溶解度積に達し，沈殿を生じるため。

問2

炭酸水素カリウムの溶解度は，系の他のイオ反応 1 は実験室的に塩化水素を発生させる組合せでンの組合せで生じる物質と比べあまり小さくあり,その反応は,ないので，得るのは難しい。

NaCl ＋ H2SO4 → NaHSO4 ＋ HCl(ⅲ)

であるとされるが，本問のように 800℃という高温
問 15では，硫酸は 2 価の酸として働くこととなる。なお，(ⅰ)

これらの反応はいずれも中和反応(揮発性酸遊離反陽極：2Cl－ → Cl2 ＋ 2e－
陰極：2H2O ＋ 2e－応)である。

→ H2 ＋ 2OH－

反応 2 の記述だけでは反応を判断しづらいが，反応2 で残渣に硫化カルシウムが含まれていることがヒ(ⅱ)
Cl2

食塩水

水ントとなる。すなわち，硫酸イオンが木炭に還元さH2れているということが分かる。硫酸イオン中の硫黄

Cl－

Na

H＋OH－

Cl－

Cl－の酸化数が＋6 であり，硫化物イオン中の硫黄の酸陰極（鉄）陽極（炭素棒 ）＋化数が－2 なので，硫酸イオンは 8 価の酸化剤，木炭は単体から二酸化炭素に変化しており，0 から＋4H＋へ酸化数変化しているので 4 価の還元剤。よって物Na＋質量比 1：2 で反応する。
陽イオン交換膜

問3
Na2CO3，Ca(OH)2，2NaOH，CaCO3 のうち，炭酸カルシウムの溶解度が極めて小さく，沈殿させ除去することができる。

＜解説＞
問4
問1

(ⅱ)

ラボアジェの発見した質量保存の法則から，

ウ,オ：

燃焼は空気中の酸素の化合であることが分か

水銀を電極に用いると，水素イオンではなく金属イった。

オンが還元されるという特徴がある。また，水銀は(ⅲ)

アボガドロの法則から，気体の密度と分子量が比例することがわかる。より実際の密度に近多くの金属と容易に合金を作る(この合金をアマルガムという)。

2

問 10

い分子量となるように訂正したわけである。

2NH3 ＋ H2SO4 → (NH4)SO4
問6と反応するので，アンモニアの物質量の半分の硫酸反応 4アンモニウムが得られる。よって，塩化水素が 1 価の還元剤，酸素が 4 価の酸化剤とし1.0×106×て働く酸化還元反応。なお，触媒に塩化銅(Ⅰ)を用

8.0100×2.0100×1×17.03

12×132.18×いる。

1103＝6.20

反応 5塩素が水に溶けて生じた酸が，水酸化カルシウムと

問 11反応すると考えればよい。

( ⅰ)

アンモニアの生成速度を上げるには高温・高Cl2 ＋ H2O → HCl ＋ HClO

圧が望ましい。一方，アンモニアの収率を上げ

HCl ＋ HClO ＋ Ca(OH)2 → CaCl(ClO) ･ H2O ＋るには低温・高圧にする必要がある。このため
現在，圧力は 1000 気圧以上の高い圧力下で反H2O
問7応させるが，温度は 400～500℃程度の条件下で次のような中和反応(弱酸遊離反応)が起きると考えあり，さほど高くはしない。その分，触媒によられる。

り反応速度を増大させている。

CaS ＋ H2CO3 → H2S ＋ CaCO3
問 12
問8中和反応(弱塩基遊離反応)である。

反応 6
問 7 の解説で示した反応と同様の中和反応である。

問 13
炭酸水素イオンの間で水素イオンが授受され，炭酸反応 7イオンと炭酸が生じる，と考える。

硫化水素が 6 価の還元剤，酸素が 4 価の酸化剤として働く酸化還元反応である。

問 14

( ⅰ)

解答に示した以外の理由としては，ルブラン

反応 8法は高温を要するのでコストがかかる，得られ硫化水素が 2 価の還元剤，二酸化硫黄が 4 価の酸化る炭酸ナトリウムの純度が低い，などが上げら剤として働く酸化還元反応である。

れる。
問 15

問9(ⅱ)

( ⅰ)
炭酸水素ナトリウムはベイキングパウダ(ふ電気分解において，陽極では酸化反応が，陰極では還元反応が起きる。

くらし粉)として用いられる。重曹という名称( ⅱ)

は，かつては炭酸水素ナトリウムを「重炭酸ソ陽イオン交換膜は陽極側の塩化物イオンが陰極側に流入するのを防ぐ。

ーダ」といっていたことに由来する。

3

っかりと考え方が身についている人ならある程度類推できたのではないでしょうか。さらにいえば，これらの反応を書く上でのヒントは本文中，随所に散いかがだったでしょうか。

りばめられています。例えば，反応 1 や 2 は下線部
問 4 のような問題は私的にはとてもワクワクしま(1)付近だけでは情報不足ですが，その 4 段落下のルす。
「豆知識」とか「クイズ」とかが好きな性分です

ブラン法の問題点に関する記述と結びつけられればので。

書けたんじゃないかなと思います。

そういえば先だって，ある高校の文化祭を見学さまとめましょう。化学を勉強して行くにあたり，せて頂き，化学研究部が作成された「化学クイズ」

闇雲に暗記する，といった方法は非効率的です。暗の問題を解かせてもらいましたが，本問の答えとな記不可避な事項もありますが，まずはしっかりと適っていたラボアジェに関しての出題で「ラボアジェ切な考え方を身につけた上，問題文中のヒントを見の死因は何でしょう？」(大意)というものがあり，落とさない注意力，ヒントを使いこなすだけの思考ニヤニヤしてしまいました。

力を磨いていきましょう。

脱線ついでにもう一つ。同じく問 4 の答えとなっ今年一年(とはいえもう 2 ヶ月も過ぎています。内ているベルセリウスですが，クイズ番組やクイズ大輪ですが研伸館の年度でいえば 3 ヶ月です！)化学会ではよく見かける問題です。クイズは「ほとんどを勉強していく上で，意識しておいてくださいね！の人が知らないようなこと」より「聞いたことはあるけどそこまで深くは知らないこと」の方が問われやすいです。
「元素記号がアルファベットで表記されるのは知っているけど，それを提唱した人なんて知らないよ～！」って，まぁなるじゃないですか。ク
イズ作問者的にはこういうのが，冥利な訳です(笑)
先述の高校の文化祭で，クイズ同好会が作成された「ペーパークイズ」もチャレンジさせてもらいましたが，「pH の概念を考え出したのは誰でしょう？」(大意)という問題がありました。これなんかも，楽しい問題じゃないでしょうか。
閑話休題。内容に触れておきましょう。
反応 3，5，8，9，10，11 は無機化学で頻出の反応です。書けなかったという人は要復習！ ただ，丸暗記はやめましょう。解説中で触れていますが，無機化学に登場する化学反応の多くは，実は中和反応であったり，酸化還元反応であったり。すなわち，理論化学の考え方を用いて書くことができる反応であるといえます。どのような理由で起きる反応かしっかり考える癖をつけましょう。
反応 1，2，4，6，7 は目新しいです。しかし，し4