[su_box title=”ポイント” box_color=”#0044cc”]
イオン化傾向が大きい金属は、空気中の酸素と容易に反応して酸化物になります。
イオン化傾向が大きい金属は、水と激しく反応します。
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金属の反応性
空気中での反応
イオン化傾向が大きい金属は、電子を失って酸化され、陽イオンになりやすいです。一般に、イオン化傾向が大きい金属は容易に酸化されるので、反応性が高いといえます。
金属の単体を空気中に放置したとき、イオン化傾向が大きい金属は酸素と結びついて酸化されます。
リチウム Li からナトリウム Na までの金属は、常温で速やかに酸化され、酸化物となります。Li 、K 、Ca 、Na に限らず、アルカリ金属とアルカリ土類金属の元素は、空気中で速やかに酸化されます。
マグネシウム Mg から銅 Cu までの金属は、空気中でゆっくりと酸化され、酸化物が生じます。あるいは、空気中で加熱することで酸化されます。
水銀 Hg から金 Au までの金属は、一般に酸化されません。
まとめると以下の通りです。
水との反応
リチウム Li からナトリウム Na までの金属は、常温で水と激しく反応し、水素 H2 を発生します。
例えば Na では、電子を相手に与える還元剤としてはたらき、自身は酸化され陽イオンになります。
Na → Na+ + e－ ‥‥(A)
水が電子を受け取り、H2 が発生します。
2 H2O + 2 e－ → H2 + 2 OH－ ‥‥(B)
（A)(B)をまとめると、次のような化学反応式になります。
2 Na + 2 H2O → H2 + 2 NaOH
マグネシウム Mg は常温の水とは反応しませんが、熱水と反応して H2 を発生します。
アルミニウム Al から鉄 Fe までの金属は、高温の水蒸気とは反応して H2 を発生します。
例えば Al では、次のように高温の水蒸気と反応して、H2 を発生します。
2 Al + 3 H2O → Al2O3 + 3 H2
ニッケル Ni 以降の金属は、水と反応しません。以上をまとめると、以下の通りです。
問題演習
確認テスト1
次の性質を示す金属を考えましょう。
- 空気中で速やかに酸化される。
- 空気中で加熱すると酸化される。
- 空気中で酸化されない。
- 常温の水と激しく反応して、H2 を発生する。
- 熱水と反応して、H2 を発生する。
- 高温の水蒸気と反応して、H2 を発生する。
- 水とは反応しない。
[su_accordion][su_spoiler title=”正解を見る” open=”no” style=”default” icon=”plus” anchor=”” anchor_in_url=”no” class=””]
1. Li K Ca Na
2. Mg Al Zn Fe Ni Sn Pb Cu
3. Hg Ag Pt Au
4. Li K Ca Na
5. Mg
6. Al Zn Fe
7. Ni Sn Pb Cu Hg Ag Pt Au
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実践問題1（2017追第2問問3）
金属の Ag 、Al 、Ca 、Fe 、Li を、常温の水および希硫酸に対する反応性で分類した。その分類として最も適当なものを、次の①～⑧のうちから一つ選べ。
（2017年度センター試験 追試験 化学基礎 第2問問3 より引用）
[su_accordion][su_spoiler title=”正解を見る” open=”no” style=”default” icon=”plus” anchor=”” anchor_in_url=”no” class=””]
正解 8
Ca と Li は反応性が高いので、常温の水と激しく反応して水素を発生します。希硫酸とも反応します。
Ca + 2 H2O → Ca(OH)2 + H2
2 Li + 2 H2O → 2 LiOH + H2
Al と Fe は希硫酸と反応して水素を発生します。
2 Al + 3 H2SO4 → Al2(SO4)3 + 3 H2
Fe + H2SO4 → FeSO4 + H2
Ag は常温の水や希硫酸とは反応しません。
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実践問題2（2015追第2問問7）
金属の単体の反応に関する記述として誤りを含むものを、次の①～⑤のうちから一つ選べ。
① 銀は、希硫酸と反応して水素を発生する。
② カルシウムは、水と反応して水素を発生する。
③ 亜鉛は、塩酸と反応して水素を発生する。
④ スズは、希硫酸と反応して水素を発生する。
⑤ アルミニウムは、高温の水蒸気と反応して水素を発生する。
（2015年度センター試験 追試験 化学基礎 第2問問7 より引用）
[su_accordion][su_spoiler title=”正解を見る” open=”no” style=”default” icon=”plus” anchor=”” anchor_in_url=”no” class=””]
正解 1
1 × 水素よりイオン化傾向が小さい金属は、酸化力がない希硫酸に溶けません。Ag は水素よりイオン化傾向が小さいので、希硫酸と反応しません。
2 〇 カルシウム Ca は常温の水と反応して
Ca + 2 H2O → Ca(OH)2 + H2
となり、水素が発生します。
3 〇 亜鉛 Zn は水素よりイオン化傾向が大きいので、酸と反応します。
亜鉛 Zn は塩酸 HCl と反応して、
Zn + 2 HCl → ZnCl2 + H2
となり、水素を発生します。
4 〇 スズ Sn は水素よりイオン化傾向が大きいので、酸と反応します。
スズ Sn は希硫酸 H2SO4 と反応して、
Sn + H2SO4 → SnSO4 + H2
となり、水素を発生します。
5 〇 アルミニウム Al は高温の水蒸気と反応して、
2 Al + 3 H2O → Al2O3 + 3 H2
となり、水素が発生します。
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