硫酸の性質について

質問

硫酸の性質についてしつもんです。大学受験問題です。よろしくお願いします。
問題は、
次のような実験は、硫酸のどのような性質を利用したものか、というのが、問題です。
１、銅粉に濃硫酸を加え加熱する。
２、亜鉛と希硫酸を反応させる。
３、食塩に濃硫酸を加えて加熱する。

解答は、１は酸化作用、２は強酸性、３は不揮発性の性質

です。１は確かに銅が酸化されていますが、２のZnも酸化されていますよね?でも、２の答えは強酸性。どうして強酸性だとこのような反応が起こるといえるのですか？酸化作用でもいいのではと思いいます。

また、３は不揮発性の性質とありますが、これはどういうことでしょうか。もし硫酸が揮発性ならこの反応は起こらないということでしょうか？もしそうなら、どうしてですか？

どなたかご存知の方がいらっしゃればアドバイスをお願いします。よろしくお願いします。

回答No.4

ht1914

質問の２についてです。

これは問題が悪いと思います。

酸は全て金属に対して酸化剤として働きます。硫酸や硝酸も当然金属と反応すれば酸化剤です。ただ硫酸や、硝酸は別の仕組みの酸化作用も持っているのです。仕組みの異なる酸化作用を複数持っている物質は他にも有ります。過マンガン酸カリウムは酸性条件とアルカリ性条件で反応の仕組みが異なります。反応により生じる物質も異なります。

硫酸が酸として働いているということを問うのであれば酸化作用と分離した形で問うというのが教育的です。おまけに亜鉛と反応するのは強酸である必要もありません。酢酸でも反応します。その意味では不適切な問題です。

酢酸ナトリウムと希硫酸を反応させると酢酸と硫酸ナトリウムになるという反応であれば曖昧さが無くなります。強酸であるという性質が使われています。酸化作用は入ってきません。

この手の問題はパターン化されています。よくある問題だということで自分で考えずに引用で作っているように感じます。

今よく学力崩壊がいわれますが不適切な問題にも何とか答えて点にするという思考方法を押し付けているとしたら子供のせいではなくて教える側の責任ですね。こういう入試問題が出るとしたらその大学の研究のレベルはたいしたことがないという風にも思います。オリジナルな研究は出来ません。マニュアル通りの後追い研究になるでしょう。

回答No.3

Ichitsubo

>どうしてHCLがでてきますか？食塩はNaCLでは？確かに反応後HCｌはできますが。反応前のお話をされているのですよね？(原文ママ)

はい？？おっしゃる意味がよく分かりません。
HClが出てくるのはHClが揮発性が高い(そもそも気体)だからに他なりません。
試験管の中は食塩から来るNa^+、Cl^-、硫酸から来るH^+、SO4^2-でいっぱいです。(濃硫酸ですから実際にはほとんど電離してませんけど、考え方と言うことで勘弁ください)
実際にはどちらから由来しているか等は見えませんから、加熱すると最も揮発しやすい物質が先に出てきます。陽イオン・陰イオンの組み合わせよりNaCl、Na2SO4、NaHSO4、H2SO4、HClの5種類が考えられますが、HClだけが極端に揮発性が高いため、気体となって出てきます。
もしH2SO4の揮発性が高ければ、HClが発生するよりも先にH2SO4気体がどんどん出てきて反応が起こらないか、HClが発生する反応が起きてもH2SO4気体も混じって発生してHCl製法として使い物にならないかのどちらかです。

同様に硝酸ナトリウムに濃硫酸を加え加熱することで硝酸が得られます。

>またご説明を読んで思ったのですが、
この段落全く意味が分かりません

回答No.2

noname#160321

1.加熱硫酸は亜硫酸ガスを出して銅を酸化する酸化性の実験、酸化銅が出来ます。
2.は亜鉛と反応する酸性、濃いと1.とややこしくなります。
3.強酸性を表す実験で、硫酸ナトリウムと塩化水素ガスが出ます。

回答No.1

Ichitsubo

１と２の主な違いは酸化力を与える因子と発生する気体です。
１では硫酸そのものが酸化剤として働き、二酸化硫黄が発生します。このとき硫黄の酸化数が+6から+4へと減少しています。よって硫酸による酸化作用と言えます。
２では硫酸から電離した水素イオンが酸化剤として働き、水素が発生します。このとき水素原子の酸化数は+1から0へと減少しています。
２では電離して水素イオンを出す物質ならなんでもよく、塩酸でも(弱酸ですが)酢酸でも起こる反応です。よって２は強酸性による反応と言えます。

３は揮発性ならおこりません。
HClがとても揮発性が高い物質(と書くと間違いで気体そのもの)なので、加熱によって飛んで生きやすいのです。反応させるときの試験管内部を考えてください。正確な表現ではありませんが、試験管内にはNa^+、Cl^-、H^+、SO4^2-が存在します。これを加熱するとH^+とCl^-が結合しHClとなって気体が発生します。
もし硫酸に揮発性があれば、H2SO4そのものがどんどん気体になってしまいます。

お礼

早速ご解答いただきありがとうございました。
２、については、Sの酸化数は変化していないので、酸化作用とはいえないということですね。
２は、酢酸でもこのような反応が起こるということは、強酸性の反応というよりは、酸性の性質を生かした反応ということですね。

ところで、３なのですが、どうしてHCLがでてきますか？食塩はNaCLでは？確かに反応後HCｌはできますが。反応前のお話をされているのですよね？

またご説明を読んで思ったのですが、
揮発性の気体でも、密閉して実験すればいいのではないですか？この問題でも試験管内とは限定していませんし。もし揮発性の気体は反応前に気体になってしまからといって反応が起こらないとしたら、他の揮発性の気体はすべて、化学反応しないということですか？

もしよろしかったら補足をお願いします。よろしくお願いします。