高校化学

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5分で解ける!無機物質(テスト10、第1問)に関する問題

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5分で解ける!無機物質(テスト10、第1問)に関する問題

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この動画の問題と解説

問題

一緒に解いてみよう
演習1

高校化学 無機物質54 ポイント1 答えなし

解説

これでわかる!
問題の解説授業
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今回は、確認テストです。
実際に問題を解きながら、これまでの内容を復習していきましょう。

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それでは、演習1です。
色々なイオンが含まれた水溶液があります。
この水溶液から各イオンを分離する問題ですね。
これはまさに、金属イオンの系統分離です。
学習してきた方法で解いていきましょう。

高校化学 無機物質54 ポイント1 答えなし

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今、水溶液の中には、4種類のイオンが溶けています。
 アルミニウムイオンAl3+
 鉄イオン(Ⅲ)Fe3+
 銅イオン(Ⅱ)Cu2+
 銀イオンAg+
この中から、各イオンを分離していきましょう。

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 【Al3+,Fe3+,Cu2+,Ag+

塩化物イオンCl-と反応して沈殿を生成するのは、Ag+・Pb2+

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1番目の操作は、「希塩酸を加える」 です。

高校化学 無機物質54 ポイント1 答えあり

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塩化物イオンCl-と反応して沈殿を生成するのは、Ag+・Pb2+ でした。

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今回の場合、Ag+とCl-が反応して、AgClの白色沈殿が生じます。
沈殿1:AgCl

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 【Al3+,Fe3+,Cu2+

硫化物イオンS2-からできる沈殿については、溶液の液性に注意

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2番目の操作は、「硫化水素を通じる」 です。

高校化学 無機物質54 ポイント1 答えあり

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硫化水素のときのポイントは、溶液の液性に注意することです。
希塩酸を加えたことで溶液が酸性になっています。
酸性・中性・塩基性のいずれでも沈殿が生じるのは、Cu2+・Ag+ でした。

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今回の場合は、Cu2+とS2-が反応して、硫化銅(Ⅱ)CuSの黒色沈殿が生じます。
沈殿2:CuS

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 【Al3+,Fe2+

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このときの注意点は、「Fe3+」ではなく「Fe2+」になっている点です。
硫化水素は強い還元剤なので、鉄イオンの酸化数が下がっているわけです。

水酸化物イオンOH-と反応して沈殿を生成するのは、Fe3+・Cu2+・Ag+

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最後の操作は、「煮沸した後、濃硝酸を加え、過剰のNaOH水溶液を加える」 です。

高校化学 無機物質54 ポイント1 答えあり

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このとき、濃硝酸は強い酸化剤です。
そのため、「Fe2+」が「Fe3+」にもどります。

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 【Al3+,Fe3+

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さて、ここに過剰の水酸化ナトリウム水溶液を加えます。
キーワードは、沈殿の再溶解です。
Al3+とFe3+に少量の水酸化ナトリウム水溶液を加えると、Al(OH)3やFe(OH)3の沈殿が生じます。

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しかし、Al(OH)3の方は、多量の水酸化ナトリウム水溶液に再溶解します。
そのときに発生するのが、テトラヒドロキシドアルミン酸イオン[Al(OH)4]- です。
よって、Al3+は水溶液に、Fe3+は沈殿に分離されます。
 沈殿3:Fe(OH)3

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 【Al3+

高校化学 無機物質54 ポイント1 答えあり
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今回の系統分離では、酸化数の増減や沈殿の再溶解が登場しました。
少し難しいパターンの問題ですが、分離の流れを理解しておきましょう。

無機物質(テスト10、第1問)
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