Chemistry
มัธยมปลาย
（5）の青色は何の物質の色が反映されているものですか？
アイ 169. 〈銅とその化合物〉
銅 Cu は延性 展性に富み、 電気伝導性が大きいため電線などの電気材料に用いられ
る。純度の高い銅は電解精錬により製造される。 粗銅板をア 極, 純銅板を
極
として, 硫酸酸性の硫酸銅(II) 水溶液中で電気分解すると,イ 極で純銅が得られる。
銅は塩酸や希硫酸とは反応しないが,酸化作用の強い濃硝酸や希硝酸には反応して溶
98 11 金属元素
ける。濃硝酸と反応したときは赤褐色の有毒な気体である
の反応では、水に溶けにくい無色の気体である
エ
] が発生する。 発生するこれらの気
ゥが発生し,希硝酸と
考
体の違いは、ウを温水に吸収させると硝酸とエが生成する反応と関係する。
この反応は硝酸の工業的な製造方法であるオ 法の工程のなかでも用いられている
また, 銅を空気中で加熱すると黒色のカ
|が生じる。
カ は≠性酸化物であ
り,希硫酸に溶解すると硫酸銅(II)になる。硫酸銅(Ⅱ)水溶液に水酸化ナトリウム水溶
液,または少量のアンモニア水を加えると青白色の沈殿を生じる。(c)この青白色の沈殿
にアンモニア水を過剰に加えると,沈殿は溶解して深青色の水溶液となる。
硫酸銅(II)水溶液に多量のヨウ化カリウム水溶液を加えると, Cu2+ は Cu* に還元さ
れて白色のヨウ化銅(I) CuIの沈殿を生じる。また,加えたヨウ化物イオンの一部は酸
化されてヨウ素 Iz が生じ,溶液はヨウ素ヨウ化カリウム水溶液となる。(d)
d) このとき生じ
たヨウ素を濃度がわかっているチオ硫酸ナトリウム Na2S2O3 水溶液によりデンプン存
在下で滴定すると,もとの硫酸銅(II) 水溶液中の Cu2+ の物質量が求められる。
(1) ア~キにあてはまる適切な語句あるいは化合物名を答えよ。
(2) 硫酸酸性の硫酸銅(II) 水溶液中で電気分解を9.65Aで40分間行った。ア極の
銅の純度は質量パーセントで79.5%であり, ニッケルと銀のみを不純物として含ん
でいた。これらの割合は電気分解によって変化しなかった。 電気分解中にイ 極で
は気体は発生しなかった。 また, 電気分解の効率は100%であった。
Cu=63.5, Ni=58.7, F = 9.65 × 104C/mol
①析出した銅の純度は100%であった。イ 極に析出した銅の物質量 [mol] を求め
よ(有効数字2桁)。
ア極の質量は8.00g減少した。 ア 極のニッケルの含有量を質量パーセント
で求めよ (有効数字2桁 ) 。
(3) 下線部(a)および(b)について,これらの反応の化学反応式をそれぞれ示せ。
(4) 下線部(c)について,この反応をイオン反応式で示せ。
下線部(d)について,この滴定のイオン反応式を下に示した。
→
I2+2S2O32 2I + SO62-
① この滴定の終点における溶液の色の変化を答えよ。
② 0.100mol/Lのチオ硫酸ナトリウム水溶液を25.0mL 滴下すると終点となった。
#170
硫酸銅(II)水溶液中の Cu2+ の物質量[mol] を求めよ(有効数字2桁)。 [18 岐阜大 ]
マンガン クロム
(体心)
(面心)
128 3
3√3
①
8
4√6_4×1.41×1.73.1.08
①
16√2 23 3√6
1.00
ここで有理化せず
8
と.
3×1.41×1.73
なる。
(ア)(イ)(ウ)二酸化窒素(エ)一酸化窒素
(オ) オストワルト (カ) 酸化銅(II)(キ)塩基
(2) ① 0.12mol ② 15%
(3) (a) 3Cu + 8HNO3
(b) 3NO2 + H2O
←
→
(4) Cu(OH)2 + 4NH3
3Cu(NO3)2 +4H2O + 2NO
2HNO3 + NO
→
[Cu(NH3)4]2+ + 2OH
(5) ① 青色から無色 ② 2.5× 103mol
思考の過程
(5) ② 教科書にない実験だが,酸化された物質と還元された物質の
変化は与えられている。
求めたい Cu2+ と酸化された物質(または,酸化された後の物質)
との量的関係を考える。
*2◄
解説 (1) (ア), (イ) 電気分解によって純度の高い銅 (純銅) をつくる方法
を電解精錬という。 不純物を含む銅(粗銅) を陽極として, 0.3V
程度に調節して電気分解する。 Cuよりイオン化傾向の小さな金
属 (Ag や Au) は, 酸化されずに陽極の下に沈殿する (陽極泥)。
(ウ) (エ) Cu希 HNO3 で NO 発生。 Cu と濃HNO3 NO2 発生。
(カ)銅の酸化物には黒色の酸化銅(Ⅱ) CuO と, 赤色の酸化銅(I)
※③
CuzOがある。 銅を熱すると, 1000℃以下では CuOが, 1000℃
以上に加熱するとCu2Oが生じる。 また, 湿気のある空気中では
ろくしょう
緑青を生じる。
(2) 両極で流れた電子eの物質量は,
②
参考(金属の電気
電気伝導度(Agを1
Ag > Cu > Au
(100) (95) (72)
③
陽極
陰
Cu2+
Zn2+
Ni2+
Ag
Au
陽極泥
9.65 (A)×(40×60)(s)
-=0.240(mol)
9.65×10^(C/mol)
両極の反応は,
Cu
Cu2+ + 2e¯
(陽極)
Ni
Ni2+ + 2e¯
( 陰極) Cu2+ + 2e- → Cu
① 陰極では, e2molが流れると Culmol が析出するので,Cu は,
0.240 ×
==
=0.120 (mol)
なお, 粗銅に Pb が
いると,
Pb2+ + SO
の反応によって Pb
極泥に含まれること
4*4
緑青の組成は Cuz CO
Cu4 (OH)6SO4とされ
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