• ベストアンサー
  • 困ってます

両性元素の反応

一通りの反応として「酸塩基反応(中和,追い出し,沈殿,錯体形成)・酸化還元反応(高校ですのでラジカルはなしです)」は学んだのですが、それでもいくつか対応できない化学反応式にたまに出会います。といいますか、もしかしたら上の反応が完璧に分かっていないのかもしれませんが... 両性元素の反応ですが、例えば「アルミニウム+水酸化ナトリウム」は何反応ですか?多分一番理解できていないのが両性元素の反応だと思うんです。(酸になったり塩基になったりで...)ですが、ノートを見るとこれは酸化還元反応でした。アルミが還元剤で水酸化ナトリウムの水部分(aq)が酸化剤として働いているというものでした。ただ教科書にはアルミが還元剤として働くとはどこにも書かれていませんし、水ももちろんです。これは知っていなければならないことですか?ちなみにこれも今年のセンターの問題でした。(第4問の問1)

共感・応援の気持ちを伝えよう!

  • 化学
  • 回答数7
  • 閲覧数2308
  • ありがとう数6

質問者が選んだベストアンサー

  • ベストアンサー
  • 回答No.7

No2です。こんばんは。 No4でIchitsuboさんがおっしゃるように、化学は考えるんですよ。高校化学の範囲に限ったとしても、出てくるすべての反応式を係数まで覚えようってのはたぶん無茶なんです。 反応式を考える際に最低限覚えておかなくてはいけないのは、いろいろな物質の化学式と、それらの物質の性質、これとあれをミックスさせるとだいたいどのような現象が起こるか、ということではないかと思います。 たとえば、「アルミ+水酸化ナトリウム」。 アルミは両性元素だな、酸にもアルカリにも溶けるな。水酸化アルミニウムAl(OH)3は不溶性だから、反応の産物はこれじゃないな。じゃあ[Al(OH)4]- ができるのかな。あれ、アルミの酸化数が変わってるぞ。アルミから電子を奪いうるものは・・・Na+やOH-はありえないから水由来の水素イオンかな。じゃあ水の半反応式とアルミの半反応式を書いて、電子の数合わせして、水酸化ナトリウムをあとから足せばいいのかな・・・ とまぁ、センター試験ならここまで必要ないかもしれないが、こんな流れで考えればいいんではないでしょうか。反応の最初の物質と最後の物質さえ覚えておけば、少々面倒かもしれませんが、その場で係数を考えたって良いです。錯体形成反応の書き方は、何も特殊なことはありません。今までどおりやればいいんです。錯イオンの化学式を知らなければいけませんが。 全反応式、全イオン反応式、実効イオン反応式などかかれておられますが、こんなのはぶっちゃけ覚える必要ありません。 反応に関わらないイオンを書かないのが実効イオン反応式、 反応に関わらないが存在するイオンを書くのが全イオン、 イオンをすべてまとめて各物質の電荷が0になるように書くのが全反応式。 で何?といった感じです。 頑張って本質を見抜きましょう。

共感・感謝の気持ちを伝えよう!

質問者からのお礼

ありがとうございます! まさにそういう考え(アルミは両性元素だな、酸にも......水酸化ナトリウムをあとから足せばいいのかな)が僕には必要でした!というかちゃんと分かっていればこのように順を追って考えれたらはずですよね。何か錯体形成だけ他の反応の書き方と違う感じを受けていたようです。ですが今おっしゃられたような考えでいくと今度こそ大丈夫です!また少し理解が増した気がします!本当にありがとうございました!

その他の回答 (6)

  • 回答No.6

3ですが反応式が結構間違ってたんで修正します。 (1) 6H2O    ⇔6H+ +6OH- (2) 6H+ +2Al⇒3H2 +2Al3+ (酸化還元反応) (1)+(2) 2Al+6H2O⇔3H2+2Al(OH)3 (3)2Al(OH)3+2NaOH⇒2Na[Al(OH)4] (中和(錯体形成)) (1)+(2)+(3) 2Al+2NaOH+6H2O⇒2Na[Al(OH)4]+3H2

共感・感謝の気持ちを伝えよう!

質問者からのお礼

ありがとうございます。 錯体の形は自分に必要な(センター試験に出るレベルの)ものは全て覚えたので問題ないです。 (3)は錯体形成反応として考えられます。これは錯体の形を覚えたので大丈夫です。(2)がイオン化傾向から酸化還元でこのようになるのも分かりました。(1)についてですが水(H2O)を考えるに至ったのはなぜですか?アルミと水酸化ナトリウムと言われるとどうしても水は浮かびません。(1)(2)の【反応式自体】は分かりますし、足して(1)+(2)+(3)で最終結果になるのも分かります。ここまではすごく分かりやすいです!ただ(1)や(2)が出てくる【理由】が分かりません。正直こういわれても説明しにくいと思います。すみません、多分それが今の自分の理解の低さだと思うのですが。簡単に言いますと最終結果に水が含まれますよね?それは(1)からきたものですが、これを考えるに至った理由です。そこを理解できれば良いのだと思いますが...よろしければ引き続きアドバイスお願いします。

  • 回答No.5

参照URLより イオン化傾向てものを考えて見ましょう。 この場合だとイオン化傾向の大きいものから Na>Al>H+ 2Al+8NaOH+6H2O→2Na[Al(OH)4]+6NaOH+3H2↑ 反応式で書けばこうなるんでしょうねぇ…。 これを見れば、アルミは電子を貰って(還元)、 水は電子を奪われて(酸化)…。 というより、 どんな反応でも広い意味で言えば、酸化還元反応だよな。 (間違ってたらごめん)

参考URL:
http://www.inv.co.jp/~yoshi/kigou/ionka.html

共感・感謝の気持ちを伝えよう!

質問者からのお礼

ありがとうございます。 その「反応式で書けばこうなるんでしょうね」の部分をどのように考えてその反応式を書いたのかを理解したいのですが...

  • 回答No.4

根本的な間違いをされているようですが、 化学は考える科目で、暗記でどうこうなるようなものじゃありません。 この酸化還元にしても、酸化剤として働くこともあるし還元剤として働くこともあり、その都度問題ごとに考えなくてはなりません。 しかし、最低限度のことは知っておかなければ考えることすら出来ません。 酸化還元については酸化数の増減、水素原子の増減、酸素原子の増減をかんがえる、それだけでいいんです。 アルミが還元剤だなんて習ってない!水が酸化剤だなんて習ってない!大間違いです。 実際に反応式を見れば、アルミが酸化されていることが見て取れます。

共感・感謝の気持ちを伝えよう!

質問者からの補足

ご指摘ありがとうございます。 しかしお言葉を返すようですが、「実際に反応式を見れば...」の【反応式】が書けなければそれは判断できないと思うのですが。 化学が暗記科目でないのは十分承知しています。ですが、反応式の書き方(酸塩基としての反応機構・酸化還元の反応機構など)がわからなければ正直どうにもなりません。その反応機構を理解したうえで例えば硫酸(酸)とアンモニア(塩基)で硫酸アンモニウムができる(酸塩基反応)などと理解していくはずです。ここではアルミと水酸化ナトリウムがどのような反応をするか分からなければ反応式すら書けません。それが「最低限度のこと」なのかもしれませんが、僕はそこについて質問していたのです。そこを誤解されたくないのでここで述べておきます。

  • 回答No.3

皆さんが仰るように分けて反応式を考えれば理解しやすいです。 (1) 6H2O    ⇔6H+ + OH- (2) 6H+ +2Al⇒3H2 +2Al3+ (酸化還元反応) (1)+(2) 2Al+H2O⇔3H2O+2Al(OH)3 (3)2Al(OH)3+2NaOH⇒2Na[Al(OH)4] (中和(錯体形成)) (1)+(2)+(3) 2Al+2NaOH+6H2O⇒2Na[Al(OH)4] とセンターで出た問題もこの式を書けるかという問題のはずです。別に暗記してもいいんですが分けて考えれば暗記する量は減るはずです、水素イオンをアルミの電子で還元すると理解できれば、係数を合わせすればいいんです。 でも錯イオンの形は暗記しなきゃだめかな。 あえんでも分けて式をかいてみてください。

共感・感謝の気持ちを伝えよう!

  • 回答No.2

「酸化剤として働く」「還元剤として働く」というのは、そのような用途に頻繁に使われる物質についていうといったイメージが私にはあり、あまりこの表現は好きではないのですが。 「酸化作用がある」くらいにしておいたほうが無難な気がするんです。 さて、ご質問の「アルミニウム+水酸化ナトリウム」ですが、反応式は書いてみましたでしょうか? アルミ+水酸化ナトリウム+水→アルミ錯体+水素↑ のようになるはずです。 各物質の酸化数の変化をたどれば、すぐにこれが酸化還元の反応だとわかるでしょう。また、反応式に単体が出てきたときは酸化還元反応になるでしょう。 したがって、アルミに還元作用があるとか、水にナントか作用があるとか、そういうのはちゃんと考えれば意外と簡単にわかるんですね。

共感・感謝の気持ちを伝えよう!

質問者からのお礼

ありがとうございます。 と同時に僕の説明不足でした。理解できていないのはまず「その反応式(アルミ+水酸化ナトリウム+水→アルミ錯体+水素↑)になる」というところなんです。もちろんその式が分かっていればアルミの酸化数が明らかに変化していますから酸化還元反応だというのは分かるのですが、まずそれ以前に反応式がかけていなかったのです。結局そのような反応式(係数も含めて)になるというのは暗記ですか?それか錯体形成反応の書き方が分かってないのかもしれません。 錯体形成反応の書き方の例として「(+)をプラスイオン、(-)をマイナスイオンと表記します」 AgCl→Ag(+)+Cl(-) 2NH3→2NH3 両辺加えて AgCl+2NH3→[Ag(NH3)2]Cl ⇒全反応式 Ag(+)+Cl(-)+2NH3→[Ag(NH3)2](+)+Cl(-) ⇒全イオン反応式 Ag(+)+2NH3→[Ag(NH3)2](+) ⇒実効イオン反応式 というように習いました。同じような書き方で上の反応も考えるのでしょうか? 多分回答者様のレベルにはほど遠いレベルだと思うので当たり前だろうと思われることも分かっていないかもしれまん。そのため説明もしづらいかもしれませんが...自分なりに理解しようと頑張ってみるのでよろしければ引き続きアドバイスお願いします!

  • 回答No.1

何かいろいろ難しいこと考えているようですが、 普通に酸化数の増減を考えてください。 教科書に載っていなくても考えればわかります。 またイオン化傾向の高い金属を還元剤として使うのはかなり知られた方法です。テルミット法を一度調べてみてはいかがですか?

共感・感謝の気持ちを伝えよう!

質問者からの補足

水が酸化剤となるのも基本ですか?

関連するQ&A

  • 酸化還元反応か?

    よく問題文中に酸化剤(還元剤)、酸(塩基)と反応させるとありますが、その時点で酸化還元反応なんですか?それとなんで過マンガン酸カリウムはよく酸化剤として出題されますが、それは単に強力酸化剤だからなんですか?

  • 酸塩基反応と酸化還元反応

    よくある酸化還元反応の例に Zn + Cu2+ ⇄ Zn2+ + Cu がありますが、 ルイスの酸塩基の定義で考えると、 Znが塩基、Cu2+が酸と捉えることもできると思いますが、この解釈は合っていますか? また、酸化剤を酸、還元剤を塩基と捉えることもできそうですが、こちらはどうですか?

  • 化学反応式を書くときの考え方

    アルミニウムは水酸化ナトリウムに気体を発生しながら溶けた…(A) 問 (A)の化学反応式を書け。 という問で、このような反応を書くときに酸・塩基反応や酸化還元反応などがありますが、何から考えて書けばいいのか分かりません。解答にはアルミニウムが還元剤で、水酸化ナトリウム(aq)のaq、つまり水が酸化剤として働き、酸化還元反応が起こっているということでした。こんな考えはまったく思いつきませんでした。溶けるということからアルミニウムが錯イオンとなることは予測できましたが、結局求められてる化学反応式には手が出ませんでした。 化学反応式を書くときにはまず何に注目してから書き始めればよいのでしょうか?アドバイスよろしくお願いします!

  • 化学(高校) 両性元素の反応について

    確認させて下さい。 両性元素の反応で、 1.両性金属 2.両性酸化物 3.両性水酸化物 のいずれも、「酸」と「強塩基」と反応するとあります。 質問したいのは、 ①弱塩基と反応しない理由 ②この「酸」は強酸・弱酸ともに反応するのか 以上の2点です。 いろいろと調べたのですが、またいろいろな回答があり、しっくりきていません。 宜しくお願い致します。

  • 酸化還元反応と中和反応の違い

    酸化還元反応と中和反応の違いは何でしょうか?反応式は書けるのですが、いまいち違いが分かりません。例えば中和反応なら、対象の物質が水に溶けたと仮定して電離の式を酸と塩基とで個々に立てて作りますよね?対する酸化還元反応は半反応式とイオン化傾向から酸化剤・還元剤どちらになるかを見極め立式して解くというのも理解してます。 ただ本当の意味では理解していないので気持ち悪いです。明確な違いは存在するのでしょうか? しょうがないので私は問題にしている物質が水に溶けイオンに分かれそうなら中和反応、そうでないなら酸化還元反応と考えています。 書きながら頭の悪い文章だなと思いますが、これで精一杯なのでご回答よろしくお願い致します。

  • 酸化還元半反応式中のプロトンについて・・・・

    いつもお世話になっています!浪人生です。 昔から気になっていたんですが、酸化還元に単元に 「覚えるべき半反応式」というのが出てきますよね。 といっても実際は反応前後の物質の化学式を覚えて、 各元素の数に加えて「H^+とH2O」をうまく式に加え補って 右辺と左辺をつりあわせて半反応式を組み立てますよね。 この時加える「H^+」や「H2O」はただ形式的に加えられただけなのでしょうか。 それともこの「H^+」や「H2O」は酸化還元反応に積極的に参加する要素なのでしょうか。 僕が推測するに、過マンガン酸カリウムが硫酸酸性条件でより強い酸化力をもつことから やはり「H^+」は過マンガン酸カリウムの酸化還元反応に積極的に関与しているように おもいます・・・ そこで疑問に思うのですが、僕の中ではやはり「H^+」が主体となる化学反応といえば 酸塩基反応なんです。酸化還元反応というのは僕の中では、酸塩基反応を学習したあとで それとは違う反応機構なんだぞ、という導入のされ方だったので、「過マンガン酸カリウムは酸性条件下で使用する」と言われても、え?となってしまうんです。酸塩基反応じゃないのに、H^+は主な酸化剤半反応式の式中に頻繁に現れます。 そこでネットを参考にしつつ僕なりに考えてみたんですが、 半反応式の化合過程でH^+を要求する酸化剤は、主にオキソ酸であることに気付きました。 それにどんな機構の反応にしろ、「安定物質H2Oを生じる反応」というのは「起こりやすい反応」 であるべきだと考えました。このことから、 「オキソ酸はH^+と酸化還元反応を起こしH20を発生させる」と考えました。 熱濃硫酸を例にとって、 H2SO4 + 2H^+ + 2e^- → SO2 + 2H20 まず、H2SO4をe^- が攻撃し酸化還元反応が起き、H2SO4は一時的に不安定な状態 SO2 + OH^-  になります。その後硫酸酸性条件由来のH^+と中和反応を起こします。 結果、SO2のみが残り、半反応式右辺のようになります。 完全に的外れかも知れません・・・汗 ただこの考え方だとすごく自分の中で合点がいって、 「ああだから酸化剤の半反応式にはH^+が要るんだ!」って思えるようになるので・・・ 違っていたら、高校範囲で大まかな理解を得れれば満足なので、 「なぜ酸化還元反応でもH^+は当たり前のように登場するのか」についてご教授ください! ちなみに、還元剤の式中に現れるH^+については、これは還元剤から発生するものなので問題に してません。酸化剤の反応が速やかに進行するのにH^+が必要、という所に疑問を感じています。

  • 「酸化・還元の酸」「酸・塩基[アルカリ]の酸」違い

    以前の質問の中で、「酸化・還元の酸(酸化剤・還元剤での酸)」と「酸・塩基[アルカリ]の酸」とは、全く違うという指摘を受けたことがあるのですが、・・・ 「酸化・還元の酸(酸化剤・還元剤における酸)」と「酸・塩基[アルカリ]の酸」とは、どのように違うのでしょうか?

  • 酸塩基反応と酸化還元反応

    受験勉強です。酸塩基反応ではH+を出すほうが酸で受け取るほうが塩基、酸化還元反応では酸化数の増減で決まるというのはわかります。H2SはSの酸化数が下限なので還元反応できないというのも分かりますが酸塩基反応では酸として働くと言うのがわかりません。酸塩基反応と酸化還元反応の違いも分かりづらいです。

  • 酸化還元反応・・・

    こんばんは。 早速ですが、酸化剤や還元剤の半反応式中には H^+ やH20がありますよね。酸化還元反応は 酸塩基反応とは違うという認識なんですけど、 どうしてH^+が必要なんですか?? 酸化還元反応の半反応における電子の享受を H^+とH20で便宜的に表しただけでしょうか。 (半反応式を組み合わせたときH20とH^+を両辺から 消すために、反応の相手を統一しただけでしょうか。) でも、過マンガン酸カリウムなどでは、硫酸酸性にしたときと そうでないときとで酸化力が違いますよね。酸性条件下では H^+がしっかり酸化還元反応に関与してきているように思えます。 だとしたら、半反応式中のH^+は形式的にではなく本質的な反応を 表していると思うのですが・・・ 長々書いてしまいましたが、一番の疑問点は、 「酸性条件が酸化還元反応を促進するのはなぜか。」 「半反応式を組み立てるときに、両辺の原子の数合わせで 用いるH^+に本質的な意味はあるか」 です。よろしくお願いします!

  • 化学 ; 酸化還元反応

    化学を独学で勉強し始めたのですが、酸化還元反応でつまずいてしまいました。 次の二つの反応があります。 I. カルシウムを水に加える。     Ca → Ca^+ +2e^-          ....(1)  2H2O + 2e^- → H_2 + 2OH^- ....(2) 2式より、e^-を消去して反応式を作ります。 II. フッ素を水に通じる。    2H2O → O_2 + 4H^+ + 4e^- ....(3) F_2 + 2e^- → 2F^- ....(4)   2式より、e^-を消去して反応式を作ります。   (某参考書から抜粋しました。) (質問1) 式(2),(3)によると、酸化剤でも還元剤にもならないはずの水がその役をしているのはなぜですか。 (質問2) 酸化還元反応とは酸化剤、還元剤の反応前と後の形を覚え、半反応式を自分で作る物だと書いてありました。       しかし、どの参考書の表を見ても、"水"については書いてありません。       どのようにして式(2),(3)を作るのでしょうか。