化学
高校生
解決済み

(1)と(3)の反応式がよく分かりません💦

どうして答えのような式になるのですか?

*173.〈鉄さびの生成) 鉄は水,酸素と反応してさびを 生じる。イギリスの化学者エバン スは,鉄さびの生成する機構を明 らかにするため,以下に示す実験 薄赤色 赤褐色のコロイド粒子 青色 を行った。 鉄板 鉄板 ヘキサシアニド鉄(Ⅲ)酸カリ ウムとフェノールフタレインを少 量含む3%塩化ナトリウム水溶液をつくった。この溶液をスポイトにとって水平に置い た鉄板の上に滴下し,できた液滴の様子を観察した。すると, 図の(i)に示すように,液 滴の中心付近が急速に。青色に変化するとともにその周囲は、薄赤色に変化した。この とき,青色の部分と薄赤色の部分の境界付近は無色透明であった。そのまま放置したと ころ、図の(i)に示すように, 青色の部分が小さくなり, その周囲に赤褐色のコロイド粒 子が生成した。コロイド粒子の生成している周辺は無色透明であった。 この実験で起こる化学反応について考察してみよう。鉄は水と接触すると, く実験の模式図> ア で示される反応によりイオンとなって水溶液中に溶出する。 このとき生じた電子は、 水 ならびに酸素と次式のように反応して水酸化物イオンを生成する。 O2 + 2H:O + 4e" → 4OH 2 反応式の, 2から, 。鉄は酸素, 水と反応して酸化されやすい物質を生成することがわか
96 1金属元素 る。この生成した物質は脱水縮合してコロイド粒子となり, 水溶液中に溶存する酸素と さらに反応して赤褐色のコロイド粒子に変化すると考えられている。この赤褐色のコロ イド粒子が鉄さびである。 なお,塩化ナトリウムは, 水と鉄の化学反応の速さを大きく する目的で添加したもので, 化学反応の前後でそれ自身は変化しない。こうした物質は イ]と呼ばれる。 (1) ア]に入る化学反応式, 口イ]にあてはまる適当な語句を記せ。 (2) 下線部(a), (b)の変化は, それぞれどうして起こるのか説明せよ。 (3) 下線部c)の変化を化学反応式で記せ。 [10 浜松医大)
使 173(1)ア Fe → Fe'* +2e イ)触媒 (2) (a) 生成した鉄(Ⅱ)イオンがヘキサシアニド鉄(Ⅲ)酸イ オンと反応して濃青色沈殿ができたから。 (b) 生成した水酸化物イオンがフェノールフタレインを赤 色に変色させたから。 (3) 2Fe + O2+2H:O → 2Fe(OH)。 解説 鉄のさびは局部電池が形成されることで一層促進される。

回答

✨ ベストアンサー ✨

(1)
イオン化傾向についての知識が問われていますね。
金属は皆、陽性です(電子を放出して陽イオンになろうとする性質)
Feは冷水とも沸騰水とも反応しないので
金属本来の目的「陽イオンに俺はなる!」を果たすため
水中で陽イオンになります
Fe→Fe2+ +2e-

(3)
鉄の性質についての知識が問われています
少し教科書には載ってない知識ですが、
鉄は水と酸素がある状況では錆びます。つまり酸化物になるということ。
水と酸素のせいで錆びちゃった…と言うよりは錆びて酸化物となった方が、化学的に安定なので鉄は幸せなのです。
なので積極的に酸化されやすい(錆びやすい)状態になろうとします。
酸化鉄でいる方が安定という事実は、自然界から純粋な鉄はほとんどないことが証明になっていますね。
鉄と酸素の化合物である「鉄鉱石」が自然界における鉄の姿。
それを工業的に還元しないと純粋な鉄が取れないこと、など鉄について覚えておくと良いと思います!

もともと

(1)金属は水と反応したときに必ずイオンになるのですか?

(2)とっても納得しました✨

おいも

(1)そうです!だから電池や電気分解で金属を水溶液につけるわけです。(金属が陽イオンになる時放出される電子が流れて電流に)

(2)良かったです✨

おいも

(1)補足&訂正
イオン化傾向小さい金属は「水」とは反応しません
「強酸性の水溶液」などで溶けるものがほとんどです

もともと

丁寧にありがとうございます🙇‍♀️

おいも

ややこしくさせてしまったのでまとめると、

①鉄は水「と酸素」がある環境で水酸化鉄になる。それに関しては、「鉄の」性質です。最初の「水中で」と書いたのが謝りでしたね。ごめんなさい🙇‍♀️
②電池は何か電子を受け取ってくれるものがいる「水溶液」に漬けるから
金属→金属イオン+e- が起こり、別々の種類の金属の「陽イオンへのなりやすさ(イオン化傾向)」の差があるから電子が流れる
③電気分解は、水や酸の水溶液に漬けても何も起こらない状態から電流を流して無理やり電子を移動させることで、金属→金属イオン+e- を起こしている

④水(や沸騰水)につけて何もしなくても陽イオンになれるのは、イオン化傾向Mg以下の金属だということ

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