酸化数と原子から物質を特定

【質問の答えについて】

この質問の答えはわかりません。

回答

根本的にどうやって特定すればよいかわかりません。

それともこれは暗記でしょうか、?

答えを配布されるのはもう少しあとなので今覚えるためにも答えを教えてくだされば嬉しいです。

 

勉強レベル2 on 2019年3月13日 の質問 化学に関する質問.

返答ありがとうございます。



酸化数の求め方はマスターしておりますので、表にその物質が書いてある意味はわかります!

酸化剤還元剤も、言葉の意味はわかってます。

ただ酸化数が+4になるようなCを含む物質を聞かれたときCO2とか簡単なのはわかるんですけど、SのときSO2だとか聞いたことないのが出てきてしまうんです、、

on 2019年3月13日.
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ベストアンサー

とても丁寧な返信ありがとうございます!おかげでsamunさんの引っかかっているところが良くわかりました。

もともとの質問に「暗記でしょうか?」とあり、正直答えに困りました。暗記ではないと考えていますが、そもそも物質を知らねばいけないので、暗記といえば暗記ですからね。

 

 

少し長くなりますが、

①考え方の基本

②基本を踏まえた実践

③基本だけでは解けない身に着けるべき知識

の三段階に分けて説明します。

ちょっと長いですけど絶対に身に着けたほうが良いので、頑張って読んでください!

 

 

①考え方の基本

酸化数は最外殻電子と密接な関係があることは学習済みかと思います。

なのでまず酸化数を考えることが一切ないのは18属元素(希ガス)です。いつも0なので本当に扱う機会は少ないです。

次に、希ガスの次に酸化数を考えなくてよいグループがあります。それが、希ガスと1つ違いの1属(アルカリ金属)と17属(ハロゲン)です。

これらは希ガスの隣であるため、ほとんど考える必要がないくらい、いつも+1または-1で安定しています。ここが重要です。(ただし単体の時は0を取りますがこれは全元素共通です)

最後にそれ以外です。上記以外は比較すると不安定なので、酸化数を複数とることが多いです。この不安定さのおかげでいろいろな化学変化を引き起こせているわけです。

これをふまえたうえで酸化数を考えるときの基本は、+1が欲しければH+やアルカリ金属、マイナスがほしければO^(2-)をくつけることです。

H+は簡単ですね。一番扱いやすく、+1で安定しているので、どんどんつけましょう。

O^(2-)は話の流れからすると、え?と疑問符が浮かぶと思います。本当は塩素のようなハロゲンのほうが安定しているのですけど、燃焼するだけで化合物になるO^(2-)のほうが扱いやすいんです。

なのでハロゲンよりはちょっと安定感に欠けますが、それでも比較的安定しているO^(2-)を使うと覚えてください。全部燃焼すれば生成できます。

 

 

②基本を踏まえた実践

まずは基本にのっとりC,N,Sの行を埋めていきます。次にOの行も埋めます。

最後に遷移元素CrMnFeの行を埋めます。

 

aについては、めちゃめちゃ簡単です。なにしろCは酸化数+4が普通ですからね。多分知ってる化合式を書いたら大体正解です。

ここでは基本通り、+4を打ち消すようにマイナス4、つまりO^(2-)を2つつけましょう。CO2。

 

bについては、ちゃんと+4になるよう調整しなければいけません。+4を打ち消すようにマイナス4、つまりO^(2-)を2つつけましょう。NO2。

cについても、ちゃんと+2になるよう調整しなければいけません。+2を打ち消すようにマイナス2、つまりO^(2-)を1つつけましょう。NO2。

fについてはもういいですか。+4を打ち消すようにマイナス4、つまりO^(2-)を2つつけましょう。SO2。(だからsamunさんの考えで正しいです!)

gはこれまでと逆バージョン。-2を打ち消すようにプラス2、つまりH+を2つつけましょう。H2S。

 

ということでHとOだけで大体どうにでもなります。Oの行については使えないので、ちょっと知識が必要です。

まずd。これは簡単。酸化数0は単体です。O2。

問題のe。これまで散々使ってきたように、基本的にOは-2で安定してるんですよね。だから-1ってことに違和感を覚えてください。

そして回答は、Oより強いHを無理やり2つ組み合わせた、H2O2です。これしか出てこないので、覚えるというより、印象に焼き付けてください。

 

hについては3価なので、2倍して6にすれば酸素で打ち消せそうですね。Cr2O3。酸化クロムです。

iについては2価なのでMnOで安定しそうですね。酸化マンガンです。

jについては3価なので、2倍して打ち消します。Fe2O3。酸化鉄(Ⅲ)です。

kについては2価なのでFeOで安定しそうですね。酸化鉄(Ⅱ)です。

 

 

 

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ということで、今回の問題は基本を踏まえるだけで解けてしまいます。が、今後のために③の話をします。余力があれば(無くとも)聞いてください。

 

③基本だけでは解けない身に着けるべき知識

なぜ今回の問題が基本を踏まえるだけで解けるか。それは、大事なところは全部すでに埋まっているからです。

大事なところは今回3枠。Cの3価とCrの6価、Mnの7価です。受験化学では必須知識なので、ここを押さえましょう。

シュウ酸(COOH)2については還元剤として、クロムとマンガンについては、酸化剤として教科書に化学式が載っているはずです。

 

今回はクロムとマンガンについてお話します。

酸化剤は不安定(反応しやすい電離している状態)だからこそ機能します。一方、酸化物の状態は安定です。

不安定な状態(電離している状態)の酸化剤から、安定した酸化物になることで、酸化剤として働きます。

電離している状態が好ましいので、アルカリ金属、特にカリウムとの化合物であることが多いです。

 

マンガンは7価と2価をとります。なんで7価と2価をとるのか、正直私もよく理解していないので、物性として7価と2価をとることを覚えておきましょう。

7価なのでアルカリ金属と酸素4つで打ち消せそうですね。これが過マンガン酸カリウムKMnO4です。(表中MnO4-はこれのこと)

2価は先ほど書いたようにMnOで安定します。

 

クロムは6価と3価をとります。なん6価と3価をとるのか・・・物性として6価と3価をとることを覚えておきましょう。

6価を維持しつつ酸化剤として機能するためにKを加えて+7。打ち消すために酸素を加えるとK2Cr2O7。これが二クロム酸カリウムK2Cr2O7です。(表中Cr2O7^(2-)はこれのこと)

3価先ほど書いたようにCr2O3で安定します。

 

 

以上です。長かったですがいかがだったでしょうか。しっかり理解できていれば、もう酸化還元反応は怖くありません。得意にしましょう。

 

わからない点があれば、遠慮なくどうぞ。化学はわかると楽しいので、くじけず頑張ってください!

 

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こんにちは。解説の前に、知識を確認しておきたいと思います。



酸化数は学習済みで、マスターしているでしょうか。例えば表中の各物質が、なぜその欄に記載されているのかを説明出来るでしょうか?



また、酸化剤や還元剤の学習はお済みでしょうか?



どの程度学習済みかによって、解説する粒度も変わってきますので、お答えいただけると幸いです。よろしくお願いします

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