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例 特定毒物 劇物
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演習No.503

問題26

酸化還元反応として不適切なものは次のうちどれか。

2Mg+O2   →2MgO

HCl +NaOH →NaCl +H2O

Zn+H2SO4 →ZnSO4+H2

2Na+2H2O →2NaOH+H2

2KI+Cl2   →I2   +2KCl


解  説

選択肢(2)が適切です。

参加数の決め方のルールの確認

1.単体中の原子の酸化数は0である。

2.イオンの場合、イオンの価数と等しい。

3.化合物中の原子の酸化数の総和は0である。

4.化合物中の水素原子の酸化数は+1、酸素原子の酸化数は-2として、ほかの原子の酸化数を決定する。
ただし、例外として水素原子の酸化数が-1の場合や酸素原子の酸化数が-1となることがあります。たとえば過酸化水素は、水素原子の酸化数が+1、酸素原子の酸化数が-1となります。

5.化合物中のアルカリ金属原子の酸化数は+1、アルカリ土類金属原子の酸化数は+2である。

6.ハロゲン原子の酸化数は、-1である。

(1) 2Mg+O2   →2MgO

反応物Mg、生成物MgOの酸化数を比較します。

Mgの酸化数は0、MgOのOが-2でMgO全体で0ですから、Mgは+2。

反応と生成でMgの酸化数を比較しますと、0→2と酸化数が増加しています。

したがって、酸化還元反応です。

反応物Mgは、Oを得て酸化させMgOにしてていますので、Mg自体は還元剤です。

(2) HCl +NaOH →NaCl +H2O

反応物HClと生成物NaClの酸化数を調べます。

HClの酸化数は、全体で0でClは-1、NaClは全体で0でClは-1で、酸化数の変化はありません。

酸化還元反応ではありません。

復習をかねて。

HCl+NaOH→NaCl+H2O

このような表記の仕方を化学反応式といいます。

H+ +Cl- +Na+ +OH- →Na+ +Cl- +H2O

このような表記の仕方をイオン反応式といいます。

化学反応式ではイオン式(H+など)を使うことが許されないので、Na+やCl-という表記をしません。

実際にはこの反応が起きた段階でNa+とCl-は電離したままで、液中で NaCl を形成していませんが、化学反応式というのは実際に何があるかということより、イオン式を使わず、つじつまの合った式にする方が優先されるためNaClと表記されます。

NaClに変化したわけではありません。

中和によりNa+とCl-が余り、それを取り出そうとして蒸発などの操作を行うことによってNaClになるということです。

すなわち中和反応で、ただの食塩水になっています。

水を蒸発させるとNa+とCl-がイオンでいられなくなり、結びついてNaCl(塩化ナトリウム)ができるわけです。

(3)Zn+H2SO4 →ZnSO4+H2

H2SO4の酸化数

全体で0ですから
+2+S+(-8)=0
S=+6となります。

反応物Znの酸化数は0で、生成物ZnSO4のZnの酸化数は、+2と酸化数は0から+2に増加していますので酸化されました。

反応物H2SO4のHの酸化数は+2、反応物H2の酸化数は0で+2→0、酸化数が減少、すなわち還元されました。

反応物側で見ると、ZnがH2SO4のOを奪ったわけです。

亜鉛Znと塩酸NaClの反応では、イオン化傾向の大きい亜鉛が溶解してZn2+となりました。

(4) 2Na+2H2O →2NaOH+H2

この反応ではNaの酸化数が0→+1と増加するのでNaは酸化され、Hの酸化数は+1→0と減少するのでH2Oは還元されます。

(5) 2KI+Cl2   → I2   +2KCl

塩素とヨウ素に分けて

2I- → I2 + 2e-

Cl2 + 2e- → 2Cl-

と表してみるとCl2 は 2個の e- を受け取って 2Cl- になったことが分かります。

酸化還元反応を電子の授受という視点で見たとき、電子を放出すると酸化されたということになり電子を受け取ると還元されたということになります。

2I- は I2 になったときに 2個の e- を放出しているわけですから酸化されたということになります。

ハロゲンの酸化力の強さは、F>Cl>Br>I の順です。

また、アルカリ金属の酸化数は、+1、ハロゲン原子の酸化数は、-1ですから、KIのIの酸化数は-1でI2のIの酸化数は0です。

酸化数が-1→0と増加していますので、酸化されたことになります。

Cl2から2KClの変化では、Clは0→-1と酸化数が減少していますので、還元されたことになります。

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