反応の基本パターン
無機化学の反応式はある程度パターン化すると覚えやすい。
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パターン |
反応物Ａ |
＋ |
反応物Ｂ |
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生成物（αは右辺・左辺の原子数から考える） |
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① |
金属の単体・化合物 |
＋ |
H2O |
→ |
金属の水酸化物 ＋ α |
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② |
金属の単体・化合物 |
＋ |
CO2 |
→ |
金属の炭酸塩または炭酸水素塩 ＋ α |
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③ |
金属の単体・化合物 |
＋ |
HCｌ |
→ |
金属の塩化物 ＋ α |
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④ |
金属の単体・化合物 |
＋ |
H2SO4 |
→ |
金属の硫酸塩または硫酸水素塩 ＋ α |
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⑤ |
金属の単体 |
＋ |
HNO3 |
→ |
金属の硝酸塩 ＋ 二酸化窒素または一酸化窒素 ＋α |
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⑥ |
金属の炭酸塩の加熱 |
→ |
金属の酸化物 ＋ 二酸化炭素 |
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⑦ |
金属の炭酸水素塩の加熱 |
→ |
金属の炭酸塩 ＋ 二酸化炭素 ＋ 水 |
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⑧ |
弱酸の塩 |
＋ |
強酸 |
→ |
弱酸 ＋ 強酸の塩 |
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⑨ |
弱塩基の塩 |
＋ |
強塩基 |
→ |
弱塩基 ＋ 強塩基の塩 |
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アルカリ金属（Li,Na,K）の単体
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2Na ＋ 2H2O → 2NaOH ＋ H2↑ |
① |
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2K ＋ 2H2O → 2KOH ＋ H2↑ |
① |
アルカリ金属（Li,Na,K）の化合物
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2NaOH ＋ CO2 → Na2CO3 ＋ H2O |
② |
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2NaHCO3 → Na2CO3 ＋ CO2↑ ＋ H2O |
⑦ |
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Na2CO3 ＋ 2HCl → 2NaCl ＋ H2O ＋ CO2↑ |
③⑧ |
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NaHCO3 ＋ HCl → NaCl ＋ H2O ＋ CO2↑ |
③⑧ |
アンモニアソーダ法
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NaCl ＋ NH3 ＋ CO2 ＋ H2O → NaHCO3↓ ＋ NH4Cl |
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2 NaHCO3 → Na2CO3 ＋ CO2↑ ＋ H2O |
⑦ |
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再利用の課程 |
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CaCO3 → CaO ＋ CO2↑ |
⑥ |
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2NH4Cl ＋ Ca(OH)2 → CaCl2 ＋ 2H2O ＋ NH3 |
⑨ |
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CaO ＋ H2O → Ca(OH)2 |
① |
アルカリ土類金属（Ca,Ba）の単体
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Ca ＋ H2O → 2Ca(OH)2 ＋ H2↑ |
① |
アルカリ土類金属の化合物
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CaCO3 → CaO ＋ CO2↑ |
⑥ |
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CaO ＋ H2O → Ca(OH)2 |
① |
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Ca(OH)2 ＋ CO2 → CaCO3↓＋ H2O |
② |
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CaCO3 ＋ CO2 ＋ H2O →← Ca(HCO3)2 |
②⑦ |
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CaCO3 ＋ 2HCl → CaCl2 ＋ H2O ＋ CO2↑ |
③⑧ |
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CaO ＋ 3C → CaC2 ＋ CO↑ |
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CaC2 ＋ 2H2O → Ca(OH)2 ＋ C2H2↑ |
① |
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Ca(OH)2 ＋ Cl2 → CaCl(ClO)･H2O |
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両性元素（Zn, Al,Sn，Pb）の単体
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2Al ＋ 6HCl → 2AlCl3 ＋ 3H2↑ |
③ |
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2Al ＋ 2NaOH ＋ 6H2O → 2Na[Al(OH)4] ＋ 3H2↑ |
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Zn ＋ 2HCl → ZnCl2 ＋ H2↑ |
③ |
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Zn ＋ 2NaOH ＋ 2H2O → Na2[Zn(OH)4] ＋ H2↑ |
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両性元素（Zn, Al,Sn，Pb）の化合物
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Al2O3 + 6HCl → 2AlCl3 ＋ 3H2O |
③ |
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Al2O3 + 2NaOH + 3H2O → 2Na[Al（OH)]４ |
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Al（OH)3 ＋ 3HCl → AlCl3 ＋ 3H2O |
③ |
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Al（OH)3 ＋ NaOH → Na[Al(OH)4] |
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ZnO ＋ 2HCl → ZnCl2 ＋ H2O |
③ |
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ZnO ＋ 2NaOH + H2O → Na2[Zn(OH)4] |
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Zn(OH)2 ＋ 2HCl → ZnCl2 ＋ 2H2O |
③ |
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Zn(OH)2 + 2NaOH → Na2[Zn(OH)4] |
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Zn(OH)2 ＋ 4NH3→ [Zn(NH3)4]2＋＋2OH－ |
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鉄の単体
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Fe ＋ 2HCl → FeCl2 ＋ H2↑ |
③ |
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Fe ＋ H2SO4 → FeSO4 ＋ H2↑ |
④ |
鉄の製法
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Fe2O3 ＋ 3CO → 2Fe ＋ 3CO2↑ |
酸化物の還元 |
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Fe3O4 ＋ 4CO → 3Fe ＋ 4CO2↑ |
酸化物の還元 |
銅の単体
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Cu ＋ 4HNO3 → Cu(NO3)2 ＋ 2H2O ＋ 2NO2↑ |
⑤ 濃硝酸の場合 |
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3Cu ＋ 8HNO3 → 3Cu(NO3)2 ＋ 4H2O ＋ 2NO↑ |
⑤ 希硝酸の場合 |
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Cu ＋ 2H2SO4 → CuSO4 ＋ 2H2O ＋ SO2↑ |
④ 熱濃硫酸の場合 |
銅の化合物
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Cu(OH)2 ＋ 4NH3 → [Cu(NH3)4]2＋ ＋ 2OH－ |
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銀の単体
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Ag ＋ 2HNO3 → AgNO3 ＋ H2O ＋ NO2↑ |
⑤ |
銀の化合物
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AgCl ＋ 2NH3 → [Ag(NH3)2]＋ ＋ Cl－ |
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AgCl ＋ 2 Na2S2O3 → NaCl ＋ Na3[Ag(S2O3)2] |
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AgCl ＋ 2KCN → KCl ＋ K[Ag(CN)2] |
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Ag2O ＋ 4NH3 ＋ H2O → 2[Ag(NH3)2]＋ ＋ 2OH－ |
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金属イオンの沈殿反応
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１、Cl－を加えると沈殿する金属イオン ･･･ Ag+,Pb2+ いずれの沈殿も白色 |
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Ag＋ ＋ Cl－ → AgCl↓ |
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Pb2+ ＋ 2Cl－ → PbCl2↓ |
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２、SO42－を加えると沈殿する金属イオン･･･Ba2+, Ca2+,Pb2+ いずれの沈殿も白色 |
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Ba2+ ＋ SO42－ → BaSO4↓ |
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Ca2+ ＋ SO42－ → CaSO4↓ |
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Pb2+ ＋ SO42－ → PbSO4↓ |
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３、CO32－を加えると沈殿する金属イオン ･･･ Na+,K+以外 |
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Ba2+ ＋ CO32－ → BaCO3↓ |
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Ca2+ ＋ CO32－ → CaCO3↓ |
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４、H2S を吹き込むと沈殿するイオンほとんどが黒。 例外 → CdS(黄), ZnS（白）,MnS（淡紅） |
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水溶液が中性・塩基性のとき沈殿するイオン･･･Fe2+,Zn2+ （Mn2+,Ni2+,Co2+もあるがほとんど出ない） |
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Fe2+ ＋ S2－ → FeS↓ |
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Zn2+ ＋ S2－ → ZnS↓ |
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水溶液が酸性でも（どんなときでも）沈殿するイオン･･･Pb2+, Cu2+, Ag+ （Hg22+, Hg2+, Cd2+はあまり出ない） |
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Pb2+ ＋ S2－ → PbS↓ |
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Cu2+ ＋ S2－ → CuS↓ |
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2Ag+ ＋ S2－ → Ag2S↓ |
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５、OH－を加えると沈殿するイオン･･･K＋,Na+, Ba2+, Ca2+以外 沈殿の色：多くの水酸化物は白。 例外 → Fe(OH)2（緑白）, Fe(OH)3（赤褐）,Cu(OH)2（青白） |
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Fe2＋ ＋ 2OH- → Fe(OH)2 |
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Fe3＋ ＋ 3OH- → Fe(OH)3 |
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Cu2＋ ＋ 2OH- → Cu(OH)2 |
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2Ag+ ＋ 2OH- → Ag2O ＋ H2O |
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６、CrO42-を加えると沈殿するイオン･･･Ba2+,Pb2+,Ag+ |
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Ba2+ ＋ CrO42－→ BaCrO4↓（黄色） |
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Pb2+ ＋ CrO42－→ PbCrO4↓（黄色） |
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2Ag+ ＋ CrO42－→ Ag2CrO4↓（暗褐色） |
ハロゲン（F,Cl,Br,I）の単体
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2F2 ＋ 2H2O → 4HF ＋ O2↑ |
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Cl2 ＋ H2O → HCl ＋ HClO |
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2KI ＋ Cl2 → 2KCl ＋ I2 （2I－＋Cl2→2Cl－＋I2） |
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2KI ＋ Br2 → 2KBr ＋ I2 （2I－＋Br2→2Br－＋I2） |
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2KBr ＋ Cl2 → 2KCl ＋ Br2 （2Br－＋Cl2→2Cl－＋Br2） |
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ハロゲンの単体の製法
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MnO2 ＋ 4HCl → MnCl2 ＋ 2H2O ＋ Cl2↑ |
③ |
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2NaCl＋3H2SO4＋MnO2→2NaHSO4＋MnSO4＋2H2O＋Cl2↑ |
④ |
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CaCl(ClO)･H2O ＋ 2HCl → CaCl2 ＋ 2H2O ＋ Cl2↑ |
③ |
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2NaBr＋3H2SO4＋MnO2→2NaHSO4＋MnSO4＋2H2O＋Br2 |
④ |
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2KI＋3H2SO4＋MnO2→2KHSO4＋MnSO4＋2H2O＋I2 |
④ |
ハロゲン化水素（HF,HCl,HBr,HI）
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SiO2 ＋ 6HF → H2SiF6 ＋ 2H2O |
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硫黄の単体
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S ＋ O2 → SO2 |
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Cu ＋ S → CuS |
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硫黄の化合物
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2H2S ＋ 3O2 → 2H2O＋ 2SO2↑ |
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SO2 ＋ 2H2S → 2H2O ＋ 3S |
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NaCl ＋ H2SO4 → NaHSO4 ＋ HCl↑ |
④ 硫酸の不揮発性 |
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NaNO3 ＋ H2SO4 → NaHSO4 ＋ HNO3↑ |
④ 硫酸の不揮発性 |
アンモニアの反応
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NH3 ＋ HCl → NH4Cl |
中和反応 |
アンモニアの製法
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2NH4Cl ＋ Ca(OH)2 → CaCl2 ＋ 2H2O ＋ 2NH3↑ |
⑨ |
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N2 ＋ 3H2 → 2NH3↑ |
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硝酸の製法（オストワルト法）
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4NH3 ＋ 5O2 → 4NO ＋ 6H2O |
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2NO ＋ O2 → 2NO2 |
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3NO2 ＋ H2O → 2 HNO3 ＋ NO |
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気体の実験室的製法（発生する気体を覚える）
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Zn ＋ H2SO4 → ZnSO4 ＋ Ｈ2↑ |
水素の発生 ④ |
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水素よりイオン化傾向が小さい金属と希硫酸または塩酸 |
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2H2O2 → 2H2O ＋ O2↑ |
酸素の発生触媒 MnO2 |
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MnO2 ＋ 4HCl → MnCl2 ＋ 2H2O ＋ Cl2↑ |
塩素の発生 ③ |
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CaCl(ClO)･H2O ＋ 2HCl → CaCl2 ＋ 2H2O ＋ Cl2↑ |
塩素の発生 ③ |
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NaCl ＋ H2SO4 → NaHSO4 ＋ HCl↑ |
塩化水素の発生 ④ |
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CaF2 ＋ H2SO4 → CaSO4 ＋ 2HF |
フッ化水素の発生④，硫酸の不揮発性 |
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CaF2フッ化カルシウムまたはホタル石という |
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Cu ＋ 2H2SO4 → CuSO4 ＋ 2H2O ＋ SO2↑ |
二酸化硫黄の発生④ |
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2NaHSO3 ＋ H2SO4 → Na2SO4 ＋ 2H2O ＋ 2SO2↑ |
二酸化硫黄の発生 ④⑧ |
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NaHSO3亜硫酸水素ナトリウム,HClでも可 |
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FeS ＋ H2SO4 → FeSO4 ＋ H2S↑ （HClでも可） |
硫化水素の発生 ④ |
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Cu＋4HNO3 → Cu(NO3)2＋2H2O＋2NO2↑ （濃硝酸） |
二酸化窒素の発生⑤ |
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3Cu＋8HNO3 → 3Cu(NO3)2＋4H2O＋2NO↑ （希硝酸） |
一酸化窒素の発生⑤ |
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2NH4Cl ＋ Ca(OH)2 → CaCl2 ＋ 2H2O ＋ 2NH3↑ |
アンモニアの発生⑨ |
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CaCO3 ＋ 2HCl → CaCl ＋ H2O ＋ CO2↑ |
二酸化炭素の発生③⑧ |
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HCOOH → H2O ＋ CO↑ |
一酸化炭素の発生 濃硫酸の脱水性 |