【無機化学】一問一答100問ノック!【受験対策, 高校化学】

無機化学分野の問題を100問集めました。前半100問は同素体・ハロゲン・工業的製法などの基本事項、後半100問は気体の製法・両性元素・金属イオンの沈殿・錯イオン・炎色反応を扱います。主に入試対策として基本事項を確認できるようになっています。難関大向け問題にはをつけています。不備ありましたらコメントまでお願いいたします。

無機化学は知識が鍵になることが多いです!最後まで行って力をつけましょう!出題分野はバラバラです!

理論と有機もあります!

この100問は分野をまたいで並んでいます。入試本番も分野順には出ないので、そのまま通しで解いてください。見出しは「その範囲に何が入っているか」の目印です。

この記事の目次

問1〜10|同素体・同位体・オキソ酸

1. 同じ元素からなる単体だが、反応性などの化学的な性質が異なる物質同士を互いに何というか。

同素体といいます。「S・C・O・P」の4つの元素がよく出る同素体の例です。

2. 硫黄には3種類の同素体がある。3つの名前は何か。

斜方硫黄単斜硫黄ゴム状硫黄です。

3. 問題2において、最も安定なのはどれか。

斜方硫黄です。

4. 単斜硫黄を常温で放置しておくと、どうなるか。

斜方硫黄に変化します。ゴム状硫黄も同様の反応が起きます。

5. 斜方硫黄・単斜硫黄・ゴム状硫黄の中で、二硫化炭素 CS2に溶解するのはどれか。

斜方硫黄・単斜硫黄です。

6. 次の文は正しいか。
「同位体は、中性子の数が異なるが、陽子や電子の数は等しいため、反応性などの化学的性質にあまり違いがない。」

正しいです。

7. 同位体の中には、原子核が不安定で、放射線を出しながら崩壊していくものがある。このような同位体を何と呼ぶか。

「放射性同位体」といいます。放射性同位体は遺物の年代測定などによく利用されます。

8. 60個の炭素原子がサッカーボール型に結合しており、ナノテクノロジーに利用されることがある、炭素の同素体の名称は何か。

フラーレンです。

9. 次の文は正しいか。
同じ中心元素のオキソ酸どうしを比べると、含まれる酸素O原子の数が増えるほど酸として強くなる。」

正しいです。例えば次亜塩素酸 HClO よりも過塩素酸 HClO4の方が酸として強いです。ただし中心元素が違うと比較できません。硝酸 HNO3(O 3個)はリン酸 H3PO4(O 4個)より強い酸です。

10. H3PO4、H2SiO3で表されるオキソ酸の名称はそれぞれ何か。

順にリン酸、ケイ酸です。

何問正解出来たでしょうか?あと40問続きます。頑張ってください!

問11〜20|工業的製法・遷移元素・酸化数・めっき

11.「空気からパンを作る技術」とも称された、ある気体の製造法がある。それは何か。(知らなければ推理してみよう)

ハーバー・ボッシュ法です。この方法は「空気中の窒素から肥料となるアンモニアを製造する」という快挙から名付けられました。

{\displaystyle {\ce {{N2}+ {3H2}-> {2NH3}}}}

という反応式ですね。

12. 次の文は正しいか。
「リンの同素体は全て引火点が低いので、水中で保存する。」

誤りです。黄リンはそうすべきなのですが、赤リンはマッチ箱の側面に使われるくらい安定ですので、普通は水中で保存しません。

13. アルミニウム粉 Alと酸化鉄粉末Fe2O3との混合物を一般に何というか。

テルミットといいます。

14. 次の文は正しいか。
「周期表上で3〜12(旧課程では11)族の元素を遷移元素という。遷移元素の単体の融点は高く、1000℃を超えるものが多い。」

正しいです。

15. 次の文は正しいか。「遷移元素は1つの元素が複数の酸化数をとる場合がある。」

正しいです。例えば鉄イオンは、Fe2+,Fe3+と酸化数が異なるものがあります。

16. Fe2+,Fe3+ それぞれのイオンは何色か。

順に、淡緑色・黄褐色です。

17. 過酸化水素 H2O2の酸素原子の酸化数は何か。

-1です。酸素なので-2と答えたくなりますが、この場合例外でしたね。

18. 水素化マグネシウム MgH2の水素原子の酸化数は何か。

-1です。マグネシウムMgの酸化数は原則通り+2なので、全体として0にするためにはHの酸化数は-1となります。

陽性の強い金属(主にアルカリ金属やアルカリ土類金属)の水素化物中の水素の酸化数は-1となる場合が多くありますので、難関大受験者は例外として覚えましょう。

19. 鉄の表面に亜鉛メッキスズメッキを施したものをそれぞれ何というか。

順番に、トタン・ブリキです。「あった(Zn)途端(トタン)に、すぐ(Sn)ぶり返す(ブリキ)」と覚えましょう。

20. ニッケルやパラジウムや白金などを触媒とし、高温高圧下でベンゼンに水素を付加させることで得られる化合物の名称は何か。

シクロヘキサンです。

この辺りで離脱する方が多いみたいです。
頑張りましょう!

問21〜30|ハロゲンの性質・電解精錬・炭酸ナトリウム

21. 化学式 (NH2)2CO で表される物質は何か。

尿素です。NH3とCO2を使って合成されます。

22. オゾンはどんな形の分子であるか。(直線型、折れ線型など)

折れ線型をしています。

23. 次の文は正しいか。
「フッ化水素 HFは強酸性で、ガラスをも侵す。」

誤りです。フッ化水素 HFはガラスを侵しますが、弱酸性です。

24. F2, Cl2, Br2, I2 の中で常温で液体なものはあるか。

Br2は液体です。常温で液体のものとして、臭素と水銀を覚えておきましょう。

25. F2, Cl2, Br2, I2 の中で常温で固体なのはどれか。

ヨウ素 I2です。

26. 粗銅の純度を高めるために、粗銅と純銅を極に用いて、硫酸銅水溶液を電気分解する手法を何と呼ぶか。

電解精錬といいます。

27. 問題26において、粗銅と純銅はそれぞれ陽極と陰極のどちらに使われるか。

粗銅を陽極、純銅を陰極にします。

28. 問題26において、Cuよりイオン化傾向が小さい銀や金は、単体のまま陽極の下に沈殿します。この沈殿のことを何というか。

陽極泥といいます。Cuよりイオン化傾向が高い不純物はイオンとなります。

29. ガラスやセッケンの原料であり、炭酸ソーダとも呼ばれる化合物は何か。

炭酸ナトリウムNa2CO3)です。こういう聞かれ方をされると少し難しいですね。

30. 炭酸ナトリウム十水和物(Na2CO3・10H2O)の結晶の色を答えなさい。

無色透明です。

問31〜40|風解と潮解・ハロゲンの比較・接触法

31. 炭酸ナトリウム十水和物(Na2CO3・10H2O)の結晶を。空気中で放置すると水和水が失われて、白色になる。このような性質を何というか。

風解性といいます。

32. 水酸化ナトリウム(NaOH)は空気中に放置すると、徐々に水分を吸収して溶ける。このような性質を何というか。

潮解性(ちょうかいせい)といいます。

33. 空気の平均分子量を有効数字3桁で答えなさい。

28.8です。計算方法について分からない方は必ず1度は経験しておいてください。

34. 次の文は正しいか。
「塩化カルシウム (CaCl2)は、水に溶けやすく、凝固点降下の効果が大きいため冬場の融雪剤としても利用される。」

正しいです。

35. F2, Cl2, Br2, I2 を酸化力が強い順に並べなさい。

強い順にF2, Cl2, Br2, I2となります。周期表の上にあるものほど電気陰性度が強く、酸化力も強くなります。

36. 次の文は正しいか。
「ハロゲン化水素の水溶液は全て強酸である。」

誤りです。HFの水溶液のみ弱酸です。

37. 次の文は正しいか。
「ハロゲンのカルシウム塩は全て水に溶ける。」

誤りです。CaF2は水に溶けません。他のハロゲンのカルシウム塩は溶けます。

38. 次の文は正しいか。
「ハロゲン化銀は全て水に不溶である。」

誤りです。基本的にハロゲン化銀は水に溶けませんが、AgFは水に溶けます

39. 接触法において、2SO2+O2→2SO3の反応を行う際に用いる触媒は何か。

V2O5(酸化バナジウム(V))です。

40. SO3が過剰に溶けた濃硫酸を何というか。

発煙硫酸と呼びます。接触法ではここに希硫酸を混ぜて硫酸が完成します。

SO3+H2O→H2SO4 (希硫酸内のH2Oが反応しています)

あと10問です!もう少し!

問41〜50|オストワルト法・乾燥剤・複塩・沈殿

41. アンモニアを酸化させ、一酸化窒素を作り、それを原料に硝酸を得る工業的製法を何というか。

オストワルト法です。

42. 問題41において、4NH3+5O2→4NO+6H2O という反応において用いられる触媒は何か。

白金触媒(Pt)です。

43. 次の文は正しいか。
「十酸化四リン(P4O10)は酸性乾燥剤であり、塩基性気体以外に使用可能である。」

正しいです。

44. 次の文は正しいか。
「塩化カルシウム(CaCl2)中性乾燥剤であるため、どの気体においても乾燥剤として使用することができる。」

誤りです。確かに中性の乾燥剤であり、ほとんどの気体に使えますが、アンモニアと結合して付加化合物をつくってしまうので、アンモニアには使えません。以下のように結合します。

CaCl2 + 8NH3 → CaCl2・8NH3

45. 肥料の三要素を元素記号で答えなさい。

N、P、Kです。作物の栽培においての特に重要な成分であるとされています。

46. ミョウバンのように、電離すると複数の塩に分かれる塩のことを何というか。

複塩といいます。

47. ミョウバンの化学式を答えなさい。

AlK(SO₄)₂・12H₂O です。難関大を受験する場合ぜひ覚えましょう。

48. クロム酸イオン CrO42-と沈殿を作るイオンを3つ挙げなさい。

Ba2+, Pb2+, Ag+です。BaPbナをAgで買ったら苦労CrO4した。と覚えましょう。Ba2+ Pb2+との沈殿はバナナの色である黄色です。また、Ag+との沈殿は赤褐色というところまでこの語呂合わせは覚えられます。

49. 同一物質が酸化剤としても還元剤としてもはたらく反応を何というか。

自己酸化還元反応といいます。以下の記事が参考になります。

50. 固体ではあるものの、ガラスのように原子の配列が不規則な物質のことを何というか。

アモルファスもしくは非晶質といいます。

問51〜60|気体の製法と捕集

51. 実験室で二酸化炭素を発生させるとき、石灰石に加える酸は何か。また、希硫酸を使わない理由も答えなさい。

希塩酸です。希硫酸を使うと、生じた硫酸カルシウム CaSO4 が水に溶けにくく石灰石の表面を覆ってしまうため、反応がすぐ止まります。

52. 実験室で塩素 Cl2 を発生させる代表的な方法を答えなさい。

酸化マンガン(Ⅳ) MnO2 に濃塩酸を加えて加熱します。MnO2が酸化剤としてはたらきます。

53. 問題2で発生した塩素を捕集する方法は何か。

下方置換です。塩素は水に溶け、空気より重い(分子量71)ためです。

54. 問題2の実験で、発生した気体を2つの洗気びんに通す。それぞれ何を入れ、どちらを先に通すか。

先に水、次に濃硫酸です。水で混入した塩化水素 HCl を除き、濃硫酸で水分を除きます。順番を逆にすると、濃硫酸を通った後に水分が入ってしまい意味がありません。

55. 実験室でアンモニアを発生させる方法を答えなさい。

塩化アンモニウム NH4Cl と水酸化カルシウム Ca(OH)2 の混合物を加熱します。弱塩基の塩に強塩基を加えて弱塩基を追い出す反応です。

56. アンモニアの捕集方法は何か。理由も答えなさい。

上方置換です。水に極めてよく溶け、空気より軽い(分子量17)ためです。

57. 水上置換で捕集できる気体の条件は何か。

水に溶けにくいことです。水素・酸素・窒素・一酸化窒素・メタンなどが該当します。

58. 一酸化窒素 NO の捕集方法は何か。

水上置換です。水に溶けにくく、また空気に触れるとすぐ酸化されて二酸化窒素になるため、空気と接触しない水上置換が適します。

59. 二酸化窒素 NO2 は何色の気体か。また一酸化窒素 NO は何色か。

NO2赤褐色、NOは無色です。NOが空気中で酸化されると赤褐色になる、という流れで覚えてください。

60. 硫化水素 H2S の色・におい・水溶液の性質を答えなさい。

無色腐卵臭、水溶液は弱酸性です。有毒な気体で、強い還元作用を持ちます。

問61〜70|両性元素とアルミニウム

61. 両性元素を4つ、元素記号で答えなさい。

Al・Zn・Sn・Pbです。「ああ(Al)すん(Zn・Sn)なり(Pb)」などと語呂で覚えます。酸にも強塩基にも溶けます。

62. アルミニウムや鉄は濃硝酸に入れてもほとんど溶けない。この状態を何というか。

不動態といいます。表面に緻密な酸化被膜ができ、内部が保護されるためです。

63. 不動態をつくる代表的な金属を3つ挙げなさい。

Fe・Ni・Alです(Crも該当します)。濃硝酸に対して不動態をつくる、という形でよく問われます。

64. 酸化アルミニウム Al2O3 の別名は何か。

アルミナです。ボーキサイトを精製して得られます。

65. アルミニウムの工業的製法を答えなさい。また、そのとき加える物質は何か。

溶融塩電解(融解塩電解)です。アルミナの融点が約2000℃と高すぎるため、氷晶石 Na3AlF6 を加えて融点を下げてから電解します。

66. アルミニウムを水溶液の電気分解で得られない理由を答えなさい。

アルミニウムはイオン化傾向が大きいため、水溶液を電解するとAl3+より先に水が還元されて水素が発生してしまうからです。

67. 亜鉛に水酸化ナトリウム水溶液を加えると発生する気体は何か。

水素です。両性元素は強塩基とも反応して水素を発生します。

68. ジュラルミンの主成分を答えなさい。

Al を主成分に、Cu・Mg・Mnを加えた合金です。軽くて丈夫なため航空機に使われます。

69. 鉛(Ⅱ)イオンを含む水溶液に塩酸を加えると生じる沈殿の化学式と色を答えなさい。

PbCl2(白色)です。熱水には溶けるという点も頻出です。

70. スズがとる代表的な酸化数を2つ答えなさい。

+2 と +4です。Sn2+は還元剤としてはたらきます。

問71〜80|金属イオンの沈殿

71. 塩酸を加えると沈殿するイオンを3つ答えなさい。

Ag+・Pb2+・Hg22+です。系統分離で最初に分けられるグループです。

72. 塩化銀 AgCl は何色の沈殿か。また光を当てるとどうなるか。

白色です。光を当てると分解して銀が遊離し、黒っぽく変色します(感光性)。

73. 塩化銀の沈殿にアンモニア水を加えるとどうなるか。

錯イオンを作って溶けます。生成するのはジアンミン銀(Ⅰ)イオン [Ag(NH3)2]+です。

74. 酸性条件で硫化水素を通すと硫化物が沈殿するのは、イオン化傾向が大きい金属か小さい金属か。

イオン化傾向の小さい金属です(Cu2+・Cd2+・Ag+・Pb2+など)。イオン化傾向が大きいものは中性〜塩基性にしないと沈殿しません。

75. 硫化銅(Ⅱ) CuS と硫化亜鉛 ZnS はそれぞれ何色か。

CuSは黒色、ZnSは白色です。硫化物の多くは黒色ですが、ZnS(白)・MnS(淡赤)・CdS(黄)が例外として問われます。

76. 水酸化鉄(Ⅲ)・水酸化銅(Ⅱ)・水酸化アルミニウムの色をそれぞれ答えなさい。

順に赤褐色・青白色・白色です。

77. 過剰の水酸化ナトリウム水溶液を加えると溶ける金属イオンを答えなさい。

Al3+・Zn2+・Sn2+・Pb2+、つまり両性元素のイオンです。錯イオンを作って溶けます。

78. 過剰のアンモニア水を加えると溶ける金属イオンを答えなさい。

Zn2+・Cu2+・Ag+・Ni2+などです。Al3+は過剰のアンモニア水には溶けない点が、水酸化ナトリウムとの違いで頻出です。

79. クロム酸カリウム水溶液を加えたとき、黄色沈殿・赤褐色沈殿を作るイオンをそれぞれ答えなさい。

黄色沈殿はPb2+(PbCrO4)とBa2+(BaCrO4、赤褐色沈殿はAg+(Ag2CrO4です。

80. 硫酸イオンを加えると白色沈殿を作るイオンを3つ答えなさい。

Ba2+・Ca2+・Pb2+です(Sr2+も同様)。BaSO4はX線造影剤にも使われます。

問81〜90|錯イオンと炎色反応

81. 錯イオンにおいて、中心にあるものと、その周りを取り囲むものをそれぞれ何というか。

中心は金属イオン、取り囲むのは配位子です。配位子の数を配位数といいます。

82. [Cu(NH3)4]2+ の名称と形を答えなさい。

テトラアンミン銅(Ⅱ)イオンで、形は正方形です。深青色を示します。

83. [Ag(NH3)2]+ の形を答えなさい。

直線形です。配位数2は直線形と覚えてください。

84. [Zn(NH3)4]2+ の形を答えなさい。

正四面体形です。同じ配位数4でも銅は正方形、亜鉛は正四面体という違いが頻出です。

85. [Fe(CN)6]3- の名称を答えなさい。

ヘキサシアニド鉄(Ⅲ)酸イオンです。全体が陰イオンのときは名称に「酸」が付きます。

86. リチウム・ナトリウム・カリウムの炎色反応の色をそれぞれ答えなさい。

Li:赤 Na:黄 K:赤紫です。

87. カルシウム・ストロンチウム・バリウム・銅の炎色反応の色をそれぞれ答えなさい。

Ca:橙赤 Sr:紅(深赤) Ba:黄緑 Cu:青緑です。

88. 鉄(Ⅲ)イオンを含む水溶液にチオシアン酸カリウム KSCN を加えるとどうなるか。

血赤色(濃い赤色)の溶液になります。Fe3+の検出に使われます。

89. 鉄(Ⅱ)イオンにヘキサシアニド鉄(Ⅲ)酸カリウムを加えるとどうなるか。

濃青色の沈殿を生じます。逆にFe3+にヘキサシアニド鉄(Ⅱ)酸カリウムを加えても濃青色になります。「価数が互い違いの組み合わせで濃青色」と覚えると整理できます。

90. 鉄(Ⅱ)イオンと鉄(Ⅲ)イオンの水溶液の色をそれぞれ答えなさい。

Fe2+淡緑色、Fe3+黄褐色です。

問91〜100|工業的製法とケイ素

91. 鉄の製錬で、溶鉱炉に鉄鉱石とともに入れる物質を2つ答えなさい。

コークス C と 石灰石 CaCO3です。コークスから生じた一酸化炭素 CO が還元剤としてはたらきます。

92. 銑鉄と鋼の違いを答えなさい。

炭素の含有量です。銑鉄は炭素が約4%と多く硬いがもろい。転炉で酸素を吹き込んで炭素を減らしたものがで、粘り強くなります。

93. 炭酸ナトリウムを工業的に作る方法の名称と、その主な原料2つを答えなさい。

アンモニアソーダ法(ソルベー法)です。原料は塩化ナトリウム NaCl と 炭酸カルシウム CaCO3で、アンモニアは回収して再利用します。

94. ハーバー・ボッシュ法で用いられる触媒は何か。

四酸化三鉄 Fe3O4(鉄触媒)です。窒素と水素からアンモニアを合成します。

95. 二酸化ケイ素 SiO2 はどのような結晶か。また融点は高いか低いか。

共有結合の結晶で、融点は非常に高いです。硬く、水に溶けません。

96. 二酸化ケイ素をフッ化水素酸に入れるとどうなるか。

溶けます。ガラスの主成分がSiO2のため、フッ化水素酸はガラスを侵します。保管にポリエチレン容器を使うのはこのためです。

97. ケイ酸ナトリウムに水を加えて加熱すると得られる、粘性の高い液体を何というか。

水ガラスです。水ガラスに塩酸を加えるとケイ酸が得られ、それを乾燥させるとシリカゲルになります。

98. シリカゲルが乾燥剤として使われる理由を答えなさい。

多孔質で表面積が大きく、表面のヒドロキシ基が水分子を吸着するためです。

99. セッコウ CaSO4・2H2O を加熱すると得られる物質は何か。

焼きセッコウ CaSO4・½H2Oです。水を加えると再び固まるため、医療用ギプスや建材に使われます。

100. 石灰水に二酸化炭素を吹き込むと白く濁る。さらに吹き込み続けるとどうなるか。

再び透明になります。生じた炭酸カルシウムが炭酸水素カルシウム Ca(HCO3)2 となって溶けるためです。鍾乳洞ができる原理と同じです。

50問おつかれさまでした。Part2を用意しました。Part1と内容は重複していないので、続けて解けば無機の頻出範囲をほぼ網羅できます。とくに沈殿の色・気体の捕集法・錯イオンの形を厚くしてあります。

お疲れ様でした!わからなかった事項はメモしておきましょう!

理論と有機もあります!

【補足】このあたりの単元で混乱している場合、原因は今の単元ではなく前の単元の理解の穴にあることが多いです。手前の単元まで戻って演習し直すほうが、結局は速く終わります。塾・オンライン教材の比較はオンライン塾の料金と特徴の比較にまとめています。

【化学の勉強順序に迷ったら】この記事の内容をどの時期にやるべきかは化学の独学ロードマップ(4ステップ)で全体像を解説しています。

高分子分野の一問一答も用意しています。

全8回の一覧と、どの分野から解くべきかは次の記事にまとめています。

よかったらシェアしてね!
  • URLをコピーしました!
  • URLをコピーしました!

この記事を書いた人

兵庫県のとある学習塾の塾長。私大理系卒。塾バイト・家庭教師を経て、長年の経験を基に幅広く受験をサポートします。生徒だけでなく、それを支える保護者や先生の力にもなりたいという思いで立ち上げました。

コメント

コメントする

CAPTCHA


この記事の目次