希硫酸と金属の反応では、水素よりもイオン化傾向の大きい金属は水素を発生して溶けるようですが、参考書に「Pbは塩酸や硫酸とはほとんど溶けない。これは難溶のPbCl2やPbSO4が表面に生じて、反応が進まなくなるからである。」とあります。

それならば、Baと希硫酸の反応ではBaSO4が生じて、これも反応が進まなくなるのでしょうか?
それと、Caと希硫酸の反応はどうなのでしょうか?
Srと希硫酸ではどうでしょうか?

その参考書は別の項で、難溶性硫酸塩としてBaSO4、CaSO4、SrSO4、PbSO4を挙げていますが、希硫酸と金属の反応の項ではPbSO4以外は言及されていません。
溶解度を調べてもPbSO4がこれら4つの塩のうち最小ではないようですので、水素よりイオン化傾向が大きい金属の中で希硫酸との反応が進まなくなる金属として、なぜPbだけが挙げられているのか疑問に思った次第です。

教えて頂ければ有難いです、宜しくお願いします。

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A 回答 (1件)

周期表の位置を調べてみてください。


Ca,Sr、Baは左から2列目、アルカリ土類金属と呼ばれているグループにある元素です。左の端にあるアルカリ金属元素と合わせて水酸化物は全て強塩基です。単体は金属ですが水と直接反応します。
希硫酸に入れればまず水と反応します。
硫酸バリウムの溶解度は非常に小さいです。硫酸イオンの検出に使われるほどです。金属バリウムを希硫酸に入れると水素を出して反応すると同時に溶液が硫酸バリウムの沈殿で白く濁るでしょう。量が多いと爆発の可能性がありますので注意が必要です。
鉛のように金属として利用するような元素ではないのです。
金属カルシウムは学校にもあるかもしれませんが金属バリウム、金属ストロンチウムを持っている高等学校はないだろうと思います。
Na,Caと水の反応を参考にしてください。
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この回答へのお礼

なるほど、まず水と反応するのですか。
よく分かりました、有難うございました。

お礼日時:2009/05/15 11:56

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Q銅や、鉄に硫酸をかけると

銅や、鉄に硫酸をかけるとどんなものが生成するのでしょうか?硫化物と硫酸化物とどちらが生成する可能性が高いのでしょうか?また、電気が流れているような状況ではできるものが変わってくるのでしょうか?もしわかったら教えてください。

Aベストアンサー

まず、硫酸と一言で書かれていますが、その濃度で実際の反応が
変わることがあります。一般に濃硫酸は酸としては弱酸ですが、
酸化力をもっています。逆に希硫酸は強酸ですが、酸化力は
ほとんど示しません。

金属が水に溶けるときは、金属イオンになる必要があります。
つまり酸化剤が必要になるのです。これは合金でも単体でも
同じことです。酸と反応して溶けるときには水素イオンが還元されて
水素分子を生じ、酸化剤として働くときは硫酸イオンが還元されて
二酸化硫黄を生じます。しかし、硫黄そのものが(2-)の酸化数となる
硫化物イオンとなることはありません。

実際に生じる物質ですが、鉄を希硫酸にとかした場合、鉄(II)イオンと
硫酸イオン、水素分子が生じます。水素が発生している間は水溶液中の
酸素が水素によって消費されるため、鉄(III)イオンが生じることは
ありません。

電気が流れている状態というのは硫酸銅水溶液の電気分解などでしょうか?
そうであれば、改めてご説明します。

最後に言葉の件ですが、
~化物という言葉は単原子イオンと水酸化物イオンのみに使います。
塩化物、臭化物、窒化物など。
多原子イオンの場合は~塩となります。
硝酸塩、リン酸塩などです。

また一般的な書き方は硫酸鉄(III)もしくは鉄(III)イオン、鉄(3+)イオン
などです。

まず、硫酸と一言で書かれていますが、その濃度で実際の反応が
変わることがあります。一般に濃硫酸は酸としては弱酸ですが、
酸化力をもっています。逆に希硫酸は強酸ですが、酸化力は
ほとんど示しません。

金属が水に溶けるときは、金属イオンになる必要があります。
つまり酸化剤が必要になるのです。これは合金でも単体でも
同じことです。酸と反応して溶けるときには水素イオンが還元されて
水素分子を生じ、酸化剤として働くときは硫酸イオンが還元されて
二酸化硫黄を生じます。しかし、硫黄そ...続きを読む

Qイオン反応式について

ある問題でわからないことがあるのですが

次の反応についてイオン反応式を書け
・鉄を希硫酸に入れる

解説では鉄と水素を比べると鉄の方がイオン化傾向が大きい。これはわかるのですが、でも次のがよくわかりません。硫酸イオンは反応の前後で変化しないので、イオン反応式には書かないと書いてあって、よく理解できないのですが、どういう意味なのでしょうか?
教えてください

Aベストアンサー

No.2です。
yamuchiさんが今疑問に思っておられる
「右辺のFeSO4 + H2ってどのようにして導き出すでしょうか?」
について、反応後のFeの価数のことであればNo.3様がお答えになった通りです。
また、もっと基本的なところからということであれば、ちょっと乱暴な言い方ですが「イオン化傾向の低い元素のイオンは、イオン化傾向の高い元素の単体を見つけると、追いはぎのように電子を奪い取り相手をイオン化させ自分は単体になろうとする&ついでに相棒だった陰イオンをなすりつける」と覚えてください。(環境によって不適当な場合があります。)
今回の場合はH(+)が前者、Feが後者です。
他にも例を2つ挙げましょう。
(1) Zn+CuSO4 → Cu+ZnSO4
イオン反応式で表すと
Zn+Cu(2+) → Zn(2+)+Cu(理由:イオン化傾向 Zn>Cu なので)
(2) Zn+Na2SO4 → 何も起こらない
イオン反応式で表すと
Zn+Na(+) → 何も起こらない(理由:イオン化傾向 Na>Zn なので)
単純に言えば、イオン化傾向の低いものほど追いはぎ能力が高いとでも言うんでしょうか。。。         

No.2です。
yamuchiさんが今疑問に思っておられる
「右辺のFeSO4 + H2ってどのようにして導き出すでしょうか?」
について、反応後のFeの価数のことであればNo.3様がお答えになった通りです。
また、もっと基本的なところからということであれば、ちょっと乱暴な言い方ですが「イオン化傾向の低い元素のイオンは、イオン化傾向の高い元素の単体を見つけると、追いはぎのように電子を奪い取り相手をイオン化させ自分は単体になろうとする&ついでに相棒だった陰イオンをなすりつける」と覚えてください。(...続きを読む

Q希硫酸とは?

↓で質問したものです。
硫酸はSO3とH2が化学反応を起こし、H2SO4になったものだということはよくわかりました。
では、希硫酸とはどういうものなのでしょう?
H2OとH2SO4が均一に混ざっている状態のものですか?

Aベストアンサー

SO3とH2Oの反応の条件で、硫酸と希硫酸になるわけではありません。

硫酸とは別に希硫酸というものがあるわけではありません。
同様に硫酸とは別に濃硫酸というものがあるわけではありません。
どれも硫酸です。H2SO4です。

H2SO4の濃度の高いものが濃硫酸、濃硫酸を水で薄めたものが希硫酸です。「希」という字は「希釈」などと同じ「うすい」「うすめる」という意味です。

工業的な規格では、濃硫酸は、H2SO4の濃度が90~100%のもの、希硫酸は、H2SO4の濃度が27~50%のものを指します。

一般の希硫酸は、目的に応じて濃硫酸を水で薄めて作るのでいろいろな濃度のものがあります。

Q硝酸と金属

硝酸と金属の反応について,
銅+希硝酸→一酸化窒素
銅+濃硝酸→二酸化窒素
鉄+濃硝酸→不動態形成により溶解しない

はわかるのですが,
鉄+希硝酸→水素
アルミニウム+希硝酸→水素
がわかりません。

なぜ後ろの二つは一酸化窒素ができないのでしょう。
あと化学反応式も一応教えていただけたら嬉しいです。

Aベストアンサー

>銅+希硝酸→一酸化窒素
>銅+濃硝酸→二酸化窒素
については
希硝酸:
8HNO3 + 3Cu → 3Cu(NO3)2 + 4H2O + 2NO↑
濃硝酸:
4HNO3 + Cu → Cu(NO3)2 + 2H2O + 2NO2↑
と硝酸が分解しつつ銅を溶かしていきます。
一方、
>鉄+希硝酸→水素
>アルミニウム+希硝酸→水素
鉄:
2Fe + 6HNO3 → 2Fe(NO3)3 + 3H2↑
アルミニウム:
2Al + 6HNO3 → 2Al(NO3)3 + 3H2↑
となります。
この場合硝酸の酸としての性質が表に出、酸化剤としての性質は前面には出て来ません。
硝酸、熱濃硫酸などが「酸化剤」として働くのは、他の酸から見ると異常だと覚えていた方が良いと思います。

Qくだもの電池で果物が電池になる仕組みを・・。

果物電池で果物が電池となる仕組みがよくわかりません。

特に、パワー(電圧)の強い果物と弱い果物の何が違うのかが・・・。
イメージ的には、レモンやグレープフルーツなどのすっぱい果物の方が電圧が強いというイメージがありますが、リンゴの方が強い場合もあります。また、全然すっぱくないバナナでも電池になります。
なぜですか?

あと、LEDが光るのに1.5Vあればよいはずですが、くだもの電池で3Vくらい与えても、光が弱いのは、電流が少ないからですか?
電流を増やす方法とかあるのですか?

教えてください!!

ちなみに、これを子供相手に教える場合、どう説明するのがBESTですかね・・・。

Aベストアンサー

子供の夏休みの研究としてくだもの電池を扱ったことがあります。

電圧計で測ったりしたのですが、ちょっと意外な結果(考えればあたりまえですが)になりました。やはり、レモンは必ずしも良くないという結果です。

そもそも、この電池はアルミ板が溶け出すことによって電流が流れるもので、果物は単に酸として電気を通す(酸がアルミから銅の方へ動いていく)ためだけに働いています。なんか、くだもの電池って名前は人目を引くためだけにあるような感じです。

電流が多くなるためには、まず抵抗を減らすことが大事です。すっぱいものは酸が強めなので電気を通しやすいですが、実験をしていてレモンには大きな問題があることに気づきました。

そう、レモンのつぶですね。小さな薄い袋の中にそれぞれすっぱい汁が入っているので、どうやらその袋が抵抗になるようです。直接金属板を刺さずにレモン汁の入ったコップに金属板を入れる方が高い電圧になりました。アルミと銅の板の間に電気を流す(この場合は酸が流れるのですが)のを妨げるものがないことが大事なわけです。金属板の距離も短い方が良いです。

最後ですが、本当はアルミ板よりも亜鉛板の方が良いのです。亜鉛と銅ならボルタの電池ですね。
アルミ板は酸に漬けたときに亜鉛よりも勝手に溶けやすいので、LEDを通って銅まで電流が流れる代わりにそのまま溶けてしまいがちです。(考え方として、電子はアルミや亜鉛からLEDを通って銅へ、液の中では、アルミや亜鉛が溶けその代わりに酸が動いて銅へ、という感じです。アルミの場合には一部の電子は銅まで行かずそのまま酸と反応して水素になります。)きれいな亜鉛板の場合には銅板をつながなければ溶けにくいので、LEDを通る電流は増えることになると思います。乾電池にアルミでなく亜鉛が使われているのはそういう理由です。なお、銅板はきれいなものよりも表面が酸化銅になっている方が、酸と反応しやすいので電流は流れやすいです。

子供の夏休みの研究としてくだもの電池を扱ったことがあります。

電圧計で測ったりしたのですが、ちょっと意外な結果(考えればあたりまえですが)になりました。やはり、レモンは必ずしも良くないという結果です。

そもそも、この電池はアルミ板が溶け出すことによって電流が流れるもので、果物は単に酸として電気を通す(酸がアルミから銅の方へ動いていく)ためだけに働いています。なんか、くだもの電池って名前は人目を引くためだけにあるような感じです。

電流が多くなるためには、まず抵抗を減ら...続きを読む

Qジアンミン銀(I)イオンの反応

塩化銀にアンモニア水を加えるとジアンミン銀(I)イオンと塩化物イオンが生じます。その後に白色沈殿が出来るまで硝酸を加えます。
そのときの反応式はどういったものになるんですか?
詳しく教えてください。

Aベストアンサー

AgClは白色の沈殿で難溶塩の一つです。これに過剰のNH3を加えると、
AgCl + 2NH3 → [Ag(NH3)2]^+ + Cl^- の錯体生成反応が進んで
沈殿は溶解します。ここに強酸であるHNO3を加えていくと塩基である
NH3と中和が進むため、錯イオンが壊れてAg^+は再びCl^-と
結びついてAgClの白色沈殿を作ります。
[Ag(NH3)2]^+ + Cl^- + 2HNO3 → AgCl↓+ 2NH4^+ + 2NO3^-

Qカルシウムは希硫酸と反応しにくいのでは?

Ba,Ca,Sr,Pbの硫酸塩は水に難溶だと聞きました。
また、イオン化傾向の単元のところで、
Pbは希硫酸と反応すると、水に難溶の硫酸鉛の膜を生じ、反応が停止すると習いました。
しかし、Caはそのような記述がありませんでした。
硫酸カルシウムも硫酸鉛と同様水に難溶なので、
反応が停止するはずなのではないでしょうか?

Aベストアンサー

硫酸カルシウムは水に溶けにくいと書かれています。
天然に産する硫酸カルシウムはセッコウであるというのも載っています。
アルカリ土類金属として同族であるバリウムが難溶性の塩を作るということからも納得できる性質です。

硫酸鉛や硫酸バリウムと同じような反応を期待して何度もやってみました。
希硫酸と塩化カルシウム水溶液を混ぜても沈殿は出ませんでした。
酢酸鉛に希硫酸を加えるとさっと濁ります。こういう変化は見られませんでした。不思議でした。

硫酸カルシウムは結晶水の数によって溶解度が異なります。
水の中での反応で生じるCaSO4と固体のCaSO4を水に入れた場合では違いがあるのではないでしょうか。

化学便覧には溶解度の数字が2種類載っています。1000倍の違いがあります。溶けにくい方は結晶水の数が2となっています。溶けやすい方では2→1/2となっています。この矢印は温度が上昇するに従って数が変化するということを表しているという注がありますが0℃でも飽和溶液100g中に0.176g溶けると書かれています。この数字は水酸化カルシウムとほぼ同じものです。意味がよく分かりません。

水にカルシウムの粒を入れると水素が発生して溶けていきます。溶液が白く濁ります。でも水で薄めると濁りが消えるという程度ですから難溶性というイメージではありません。

希硫酸の中に金属カルシウムを入れると水との反応、硫酸との反応の両方が起こるでしょう。水酸化カルシウムの溶解度と硫酸カルシウムの溶解度がほぼ同じであるということからするとただ全体が白く濁るだけでしょう。この濁りは水で薄めると消えるでしょう。

硫酸カルシウムは水に溶けにくいと書かれています。
天然に産する硫酸カルシウムはセッコウであるというのも載っています。
アルカリ土類金属として同族であるバリウムが難溶性の塩を作るということからも納得できる性質です。

硫酸鉛や硫酸バリウムと同じような反応を期待して何度もやってみました。
希硫酸と塩化カルシウム水溶液を混ぜても沈殿は出ませんでした。
酢酸鉛に希硫酸を加えるとさっと濁ります。こういう変化は見られませんでした。不思議でした。

硫酸カルシウムは結晶水の数によって溶...続きを読む

Q酸化作用とは?

大学受験範囲です

問題を解いているときに「酸化作用」という用語が出てたのですが知りませんでした。
検索してみたのですが、定義等みつけられませんでした。



(1)「酸化作用」の定義を教えてください

(2)「酸化作用が強い」や「酸化作用が弱い」などという記述もあったのですがその意味を教えてください

(3)↑その強弱がなにに由来するか教えてください

(3)「酸化作用の強さ」と
「酸化剤としての強さ」「還元剤としての強さ」はどういう関係になっているのでしょう?

Aベストアンサー

酸化作用とは、文字通り
 相手の物質を「酸化させる」作用
のことです。つまり、"酸化させる"とはどのようなことを意味するのだったかを再確認すれば良いのです。

(1)「相手に酸素Oを無理矢理でも与えること」を"酸化させる"の意味とするなら
 相手に酸素を与える作用を、酸化作用という、ということになります。
 たとえば、酸化銅CuOを炭素と共に熱してやると、CuOがOを炭素Cに与えて、自身は銅の単体になり、相手(炭素)はCO2となりますから、「CuOはCに対して酸化作用を及ぼした」、と言えます。
(2)「相手から水素Hを奪い取ること」を"酸化させる"の意味とするなら
 相手から水素を奪う作用を、酸化作用という、ということになります。
 たとえば、エタノールC2H5OH の適当な温度の蒸気にして酸化銅CuOに触れさせると、エタノールは一部の水素原子を失ってアセトアルデヒドになりCuOは、CuとH2Oとに変化します。このときは、「CuOはエタノールに対して酸化作用を及ぼした」、と言えます。
(3)「相手物質から電子を奪い取ること」を"酸化させる"の意味とするなら
 相手物質から電子を奪う作用を、酸化作用という、ということになります。
 たとえば、CuOは、CuはCu++,OはO--のイオンとして結合し合っているとみることができます。CuOに高温の水素H2を触れさせると、Cu++はH2から電子を奪って、自身はCu単体になり、HはH+となり、O--と結合してH2Oなります。
このとき、「CuOの銅Cuは、H2に対して酸化作用を及ぼした」と言えます。

"酸化"には、上記のように、多様な見方(説明)があります。(1),(2)は、酸素や水素が関与している反応の場合に限定的ですが、(3)は、そのような限定から解放されている、より"本質的"な定義と言えます。もちろん、(3)の見方をするなら、酸素を与えること,水素を奪うことも含めて、統一的に説明できます。

ですから、何も限定していない状況下なら、「相手物質から電子を奪い取る作用」を"酸化作用"と呼ぶのが良いでしょう。



酸化作用の強弱。これも文字通り、酸化作用が強いか弱いかのことです。
たとえば、過マンガン酸カリウム KMnO4 は、多くの物質に対して酸化作用を及ぼすことができる、かなり酸化作用の強い酸化剤です。
一方、過酸化水素 H2O2 は、相手によっては酸化作用を及ぼすことができるのですが、過マンガン酸カリウムと反応するときには、むしろ酸化される側になります。
つまり、KMnO4はH2O2より酸化作用が強い、と言えるわけです。
酸化作用の強さは、相手物質が何かによって、変わるということは知っておきましょう。

酸化作用の強弱が生じる理由。 或る物質が、他の物質と電子の遣り取りをする反応をする際に、電子を奪う側になるか失う側になるかは、物質の性質によります。電子を奪う側になりやすい物質は、酸化作用の強い物質といえますし、相手によっては電子を奪うこともあるが、別の物質相手だとその作用を発揮できないなら、酸化作用はそれなりの強さということになるでしょう。

酸化作用を示す物質を、酸化剤と言います。或る物質Aが、他の或る物質Bに対して酸化作用を示すなら、AはBに対して酸化剤として働いた、と言います。もちろん、酸化作用が強い物質は、強い酸化剤です。
酸化作用をしている物質に対して、還元剤という呼称は使いません。還元作用(酸化作用の逆です)をする物質を還元剤と言い、その作用が強ければ強い還元剤ということになります。 ただし、先に書きましたように、H2O2のように、相手物質が何であるかによって、酸化作用を示す場合と還元作用を示す場合があるように、酸化剤・還元剤という呼称も、相手物質を指定して初めて意味が有る言葉となります。

酸化作用とは、文字通り
 相手の物質を「酸化させる」作用
のことです。つまり、"酸化させる"とはどのようなことを意味するのだったかを再確認すれば良いのです。

(1)「相手に酸素Oを無理矢理でも与えること」を"酸化させる"の意味とするなら
 相手に酸素を与える作用を、酸化作用という、ということになります。
 たとえば、酸化銅CuOを炭素と共に熱してやると、CuOがOを炭素Cに与えて、自身は銅の単体になり、相手(炭素)はCO2となりますから、「CuOはCに対して酸化作用を及ぼした」、と言えま...続きを読む


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