酸化剤と還元剤
Q. 相手によって酸化剤にも還元剤にもなる物質を2つ答えよ。
答え
H
2O
2、SO
2
(化学重要問題集 2021 9章)
—-↓ 酸化剤—-
酸化剤としてはたらくときの反応は、物質が持っている酸素が水(H2O)になるようにH+の係数が決まる。次に、両辺の電荷が一致するようにe–の係数が決まる。(相手から電子を取るのが酸化剤)
ただし、O3、希HNO3、濃HNO3、熱濃H2SO4は少し異なり、Oの一部しかH2Oにならない。
Q. O3が酸化剤としてはたらくときの反応式を答えよ。
答え
O
3 + 2H
+ + 2e
– → O
2 + H
2O
(化学重要問題集 2021 9章)
Q. H2O2が酸化剤としてはたらくときの反応式を答えよ。
答え
H
2O
2 + 2H
+ +2e
–→ 2H
2O
(化学重要問題集 2021 9章)
Q. SO2が酸化剤としてはたらくときの反応式を答えよ。
答え
SO
2 + 4H
+ + 4e
– → S + 2H
2O
(化学重要問題集 2021 9章)
Q. MnO4–が酸化剤としてはたらくときの反応式を答えよ。
答え
MnO
4– + 8H
+ + 5e
– → Mn
2+ + 4H
2O
この反応ではMnが+2価になることを覚えておかなければならない。
(化学重要問題集 2021 9章)
Q. Cr2O72-が酸化剤としてはたらくときの反応式を答えよ。
答え
Cr
2O
72- + 14H
+ + 6e
– → 2Cr
3+ + 7H
2O
この反応ではCrが+3価になることを覚えておかなければならない。
(化学重要問題集 2021 9章)
Q. 希HNO3が酸化剤としてはたらくときの反応式を答えよ。
答え
(希)HNO
3 + 3H
+ + 3e
– → NO + 2H
2O
希硝酸がCuと反応するとNOができる反応を思い出し、右辺にNOを入れて式を構築していく。
(化学重要問題集 2021 9章)
Q. 濃HNO3が酸化剤としてはたらくときの反応式を答えよ。
答え
(濃)HNO
3 + H
+ + e
– → NO
2 + H
2O
濃硝酸がCuと反応するとNO2ができる反応を思い出し、右辺にNO2を入れて式を構築していく。
(化学重要問題集 2021 9章)
Q. 熱濃H2SO4が酸化剤としてはたらくときの反応式を答えよ。
答え
(熱濃)H
2SO
4 + 2H
+ + 2e
– → SO
2 + 2H
2O
濃硫酸がCuと反応するとSO2ができる反応を思い出し、右辺にSO2を入れて式を構築していく。
(化学重要問題集 2021 9章)
—-↑ 酸化剤—-
—-↓ 還元剤—-
右辺でe–が生成するのはすべて共通。金属の価数変化でない反応は、e–の生成と同時にH+の生成を伴う。
Q. Naが還元剤としてはたらくときの反応式を答えよ。
答え
Na → Na
+ + e
–
(化学重要問題集 2021 9章)
Q. H2O2が還元剤としてはたらくときの反応式を答えよ。
答え
H
2O
2 → O
2 + 2H
+ + 2e
–
(化学重要問題集 2021 9章)
Q. SO2が還元剤としてはたらくときの反応式を答えよ。
答え
SO
2 + 2H
2O → SO
42- + 4H
+ + 2e
–
S2-ができるのではなく、SO42-ができる。
(京都橘大学 2021年 Ⅱ 問5)
(化学重要問題集 2021 9章)
Q. H2Sが還元剤としてはたらくときの反応式を答えよ。
答え
H
2S → S + 2H
+ + 2e
–
イオンではない硫黄ができる。
(化学重要問題集 2021 9章)
Q. Sn2+ (SnCl2)が還元剤としてはたらくときの反応式を答えよ。
答え
Sn
2+ (SnCl
2) → Sn
4+ +2e
–
(化学重要問題集 2021 9章)
Q. Fe2+ (FeSO4) が還元剤としてはたらくときの反応式を答えよ。
答え
Fe
2+ (FeSO
4) → Fe
3+ +e
–
(化学重要問題集 2021 9章)
Q. H2 が還元剤としてはたらくときの反応式を答えよ。
答え
H
2 → 2H
+ + 2e
–
(化学重要問題集 2021 9章)
Q. H2C2O4 (シュウ酸、HOOC-COOH)が還元剤としてはたらくときの反応式を答えよ。
答え
H
2C
2O
4 → 2CO
2 + 2H
+ + 2e
–
(化学重要問題集 2021 9章)
—-↑ 還元剤—-
——–↑ 以上、酸化剤と還元剤————————-
電気分解 ちょー重要
場合によっていろいろ変わるので覚えるのが難しいけど、センターレベルでもよく出題される。
Q. 正極、負極、陽極、陰極について説明せよ
答え
・正極、負極は、
電池(電源)に使う言葉
(負極から電子が出る)
・陽極、陰極は、電池(電源)につながっている極板に使う言葉
電池(電源)の正極につながっている極板が陽極、電池(電源)の負極につながっている極板が陰極
(陰極には電子が流れ込む)
言葉の問題としてよく出題される。区別して正確に答えないと×になる。
(化学重要問題集 2021 9章)
Q. Li+,K+,Na+,Al3+ などのイオン化傾向が大きい金属の陽イオンのみ存在する場合の、陰極での反応を答えよ。
答え
2H
2O + 2e
– → H
2 + 2OH
–
イオンは反応しないので水が反応し、水素が発生する。
(化学重要問題集 2021 9章)
Q. 酸性の水溶液(H+)の場合の、陰極での反応を答えよ。
答え
2H
+ + 2e
– → H
2
(化学重要問題集 2021 9章)
Q. Cu2+ や Ag+ などのイオン化傾向が小さい金属の陽イオンが存在する場合の、陰極での反応を答えよ。
答え
Cu
2+ + 2e
– → Cu
Ag
+ + e
– → Ag
金属単体が析出
(化学重要問題集 2021 9章)
Q. 陽極が白金や炭素であって、Cl–やI–などのハロゲン化物イオン(F–を除く)が存在する場合の、陽極での反応を答えよ。
答え
2Cl
– → Cl
2 + 2e
–
2I
– → I
2 + 2e
–
(化学重要問題集 2021 9章)
Q. 陽極が白金や炭素であって、SO42-やNO3–などの酸化されにくい陰イオンのみが存在する場合の、陽極での反応を答えよ。
答え
2H
2O → O
2 + 4H
+ + 4e
–
イオンは反応しないので、水が反応し、酸素が発生する。
(化学重要問題集 2021 9章)
Q. 陽極が白金や炭素であって、塩基性の水溶液(OH–)の場合の、陽極での反応を答えよ。
答え
4OH
– → O
2 + 2H
2O + 4e
–
酸素が発生する。
(化学重要問題集 2021 9章)
Q. 陽極として、銅や銀など白金・金以外の金属を使っている場合の、陽極での反応を答えよ。
答え
Cu → Cu
2+ + 2e
–
Ag → Ag
+ + e
–
陽極の金属が溶解
(化学重要問題集 2021 9章)
——–↑ 以上、電気分解————————-
——–↑ 以上、基本重要項目————————-
Q. MnO4–とMn2+の色を答えよ
答え
MnO
4– 赤紫色、Mn
2+ 淡桃色(ほぼ無色)
(化学重要問題集 2021 131)
Q. ボルタ電池の図をかけ。
答え
負極はZn、正極はCu、電解液はH
2SO
4
(化学重要問題集 2021 134)
Q. ダニエル電池の図をかけ。
答え
ボルタ電池と同じで負極はZn、正極はCu、中央に素焼きの板の仕切りがある。
電解液はZn側はZnSO
4、Cu側はCuSO
4。
(化学重要問題集 2021 134)
Q. 鉛蓄電池の正極物質は何か。
答え
PbO
2
鉛蓄電池は頻出です。出題される確率は非常に高いです。
(化学重要問題集 2021 135)
Q. 鉛蓄電池の負極物質は何か。
答え
Pb
鉛蓄電池は頻出です。出題される確率は非常に高いです。
(化学重要問題集 2021 135)
Q. 鉛蓄電池の正極、負極の半反応式をかけ。
答え
正極 PbO
2 + 4H
+ + SO
42- + 2e
– → PbSO
4 + 2H
2O (両辺 中性)
負極 Pb + SO
42- → PbSO
4 + 2e
– (両辺 負)
解説
鉛蓄電池の反応では、正極負極の反応とも、左辺にSO42-を入れる。
鉛蓄電池の反応式はちょー頻出です。
(化学重要問題集 2021 135)
Q. 一次電池と二次電池について説明せよ。
答え
一次電池
充電による再利用ができない電池
二次電池
充電によって繰り返し使うことができる電池
(化学重要問題集 2021 135)
(センター2018年 基礎 第2問 問7)
Q. 燃料電池の負極と正極で反応する気体を答えよ。
答え
負極: 水素
正極: 酸素
解説
勢いで覚える語呂:燃料電池は、負すい、正さん
燃料電池は水素と酸素を反応させてエネルギーを取り出す電池。水素と酸素が反応した結果、水が生成する。
燃料電池は流行なので、出題が増えるかもしれない。
(化学重要問題集 2021 137)
Q. リン酸型燃料電池の正極、負極の反応式をかけ。
答え
負極
H
2 → 2H
+ + 2e
–
正極
O2 + 4H+ + 4e– → 2H2O
電解液が酸性。
負極で反応するのは水素、正極で反応するのは酸素。リン酸型、アルカリ型共通。
リン酸型燃料電池では、H+が両極間を移動し、反応する。
(化学重要問題集 2021 137)
Q. アルカリ型燃料電池の正極、負極の反応式をかけ。
答え
負極
H
2 + 2OH
– → 2H
2O + 2e
–
正極
O2 + 2H2O + 4e– → 4OH–
電解液がKOH水溶液。
負極で反応するのは水素、正極で反応するのは酸素。←リン酸型、アルカリ型共通。
アルカリ型燃料電池では、OH–が両極間を移動し、反応する。
(化学重要問題集 2021 137)
Q. 陽イオン交換膜と陰イオン交換膜を通すイオンをそれぞれ答えよ。
答え
陽イオン交換膜: 陽イオン
陰イオン交換膜: 陰イオン
陽イオン交換膜は膜に固定している陰イオン基のため、負に帯電し、陰イオンは反発されて通ることができない。
陰イオン交換膜は、膜に固定している陽イオン基のため、正に帯電し、陽イオンは反発されて通ることができない。
(化学重要問題集 2021 137)
次は
10.非金属元素