高校化学無機化学まとめ

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高校化学で扱われる沈殿反応、イオン、化合物の色、気体の発生などについてまとめた。

沈殿

硝酸イオン ${\ce {NO3^-}}$

沈殿しにくい

塩化物イオン ${\ce {Cl-}}$

{\ce {Ag^+,Pb^2+,Hg2^2+}}

と沈殿をつくる。

{\ce {AgCl}}

は光で分解、

{\ce {PbCl2}}

は熱湯に溶ける。

硫酸イオン ${\ce {SO4^2-}}$

{\ce {Ba^2+,Ca^2+,Sr^2+,Pb^2+}}

と沈殿をつくる。馬(Ba)鹿(Ca)にする(Sr)な(Pb)硫酸。

炭酸イオン ${\ce {CO3^2-}}$

アルカリ金属、

{\ce {NH4^+}}

以外と沈殿をつくる。

クロム酸イオン ${\ce {CrO4^2-}}$

{\ce {Ba^2+,Pb^2+,Ag^+}}

と沈殿をつくる。バ(Ba)ナ(Pb)ナを銀(Ag)貨(褐)で買ったら苦労(CrO4)した。Ba,Pbの沈殿はバナナと同じ黄色。Agは赤褐色。

水酸化物イオン ${\ce {OH^-}}$

イオン化傾向で

{\ce {Li^+}}

~

{\ce {Na^+}}

沈殿しにくい、

{\ce {Mg^2+}}

~

{\ce {Cu^2+}}

+

{\ce {Mn^2+}}

水酸化物が沈殿、

{\ce {Hg^2+,Ag^+}}

水酸化物が分解し酸化物が沈殿。水酸化物は加熱すると酸化物が生成する。

{\ce {Na^+}}

までは

{\ce {NaOH}}

水溶液が沈殿を作りにくいことから連想できる。

{\ce {Hg^2+,Ag^+}}

は個別に覚え、その間のイオン化傾向の金属イオンは沈殿すると覚える。

硫化物イオン ${\ce {S^2-}}$

イオン化傾向で

{\ce {Li^+}}

~

{\ce {Al^3+}}

沈殿しにくい、

{\ce {Mn^2+}}

+

{\ce {Zn^2+}}

~

{\ce {Ni^2+}}

中・塩基性で沈殿、

{\ce {Cd^2+}}

+

{\ce {Sn^2+}}

~

{\ce {Ag^+}}

沈殿する。あら(Al)ま(Mn)、あ(Zn)に(Ni)、たか(Cd)す(Sn)ぎ(Ag)！

錯イオン

水酸化ナトリウムの水溶液を過剰に加え、沈殿が錯イオンを形成し溶解するもの。両性金属 + ${\ce {Cr^3+}}$ 。

${\ce {Al(OH)3 ->[NaOH] [Al(OH)4]^-}}$

${\ce {Zn(OH)2 ->[NaOH] [Zn(OH)4]^2-}}$

${\ce {Sn(OH)2 ->[NaOH] [Zn(OH)4]^2-}}$

${\ce {Pb(OH)2 ->[NaOH] [Pb(OH)4]^2-}}$

${\ce {Cr(OH)3 ->[NaOH] [Cr(OH)4]^-}}$

アンモニアの水溶液を過剰に加え、沈殿が錯イオンを形成し溶解するもの。 ${\ce {Cu^2+,Cd^2+,Ag^+,Ni^2+,Zn^2+}}$ 。どう(Cu)か(Cd)銀(Ag)に(Ni)会えん(Zn)か。

${\ce {Cu(OH)2 ->[NH3] [Cu(NH3)4]^2+}}$

${\ce {Ag2O ->[NH3] [Ag(NH3)2]^+}}$

${\ce {Ni(OH)2 ->[NH3] [Ni(NH3)6]^2+}}$

${\ce {Zn(OH)2 ->[NH3] [Zn(NH3)4]^2+}}$

${\ce {Cd(OH)2 ->[NH3] [Cd(NH3)4]^2+}}$

これらの錯イオンは、ジアンミン銀(I)イオン、ヘキサアンミンニッケル(II)イオンを除いて配位数4である。

${\ce {Fe^2+}}$ または ${\ce {Fe^3+}}$ を含む水溶液に、ヘキサシアニド鉄(II)酸カリウム ${\ce {K4[Fe(CN)6]}}$ 水溶液、ヘキサシアニド鉄(III)酸カリウム ${\ce {K3[Fe(CN)6]}}$ 水溶液、チアシオン酸カリウム ${\ce {KSCN}}$ 水溶液を加える。


	${\ce {Fe^2+}}$	${\ce {Fe^3+}}$
${\ce {K4[Fe(CN)6]}}$	青白色沈殿	濃青色沈殿
${\ce {K3[Fe(CN)6]}}$	濃青色沈殿	褐色溶液
${\ce {KSCN}}$	変化なし	血赤色溶液

この内、青白色沈殿と褐色溶液になるものについては問われにくい。

色

高校化学で扱われる化合物の色について扱う。

塩化物、硫酸塩、炭酸塩はすべて白。

水溶液中のイオン

${\ce {Fe^2+}}$ ：淡緑　　 ${\ce {Fe^3+}}$ ：黄褐　　 ${\ce {Cu^2+}}$ ：青　　 ${\ce {Ni^2+}}$ ：緑　　 ${\ce {Cr^3+}}$ ：緑　　 ${\ce {Mn^2+}}$ ：淡桃　　 ${\ce {MnO4^-}}$ ：赤紫　　 ${\ce {CrO4^2-}}$ ：黄　　 ${\ce {Cr2O7^2-}}$ ：赤橙　　 ${\ce {[Cu(NH3)4]^2+}}$ ：深青　　 ${\ce {[Cr(OH)4]^-}}$ ：濃緑　　 ${\ce {[Ni(NH3)6]^2+}}$ ：青紫

酸化物

${\ce {CuO}}$ ：黒　　 ${\ce {Cu2O}}$ ：赤　　 ${\ce {Fe2O3}}$ ：赤褐　　 ${\ce {Fe3O4}}$ ：黒　　 ${\ce {FeO}}$ ：黒　　 ${\ce {Al2O3}}$ ：白　　 ${\ce {Ag2O}}$ ：褐色　　 ${\ce {ZnO}}$ ：白　　 ${\ce {MnO2}}$ ：黒　　 ${\ce {HgO}}$ ：黄