窒素【高校化学・化学基礎一問一答】

【プロ講師解説】化学のグルメでは、高校化学・化学基礎の一問一答を掲載しています。解説は高校化学・化学基礎を扱うウェブメディア『化学のグルメ』を通じて6年間大学受験に携わるプロの化学講師が執筆します。一問一答コンテンツ一覧は化学のグルメ『高校化学・化学基礎一問一答コンテンツ一覧』をご覧下さい。

一問一答

問１

【】に当てはまる用語を答えよ。

空気（乾燥空気）の中に最も多く含まれる気体は【１】である。2番目は【２】、3番目は【３】である。

【問１】解答/解説：タップで表示

解答：【１】窒素N₂【２】酸素O₂【３】アルゴンAr

※空気（乾燥空気）の組成について詳しくは空気（乾燥空気）の組成を参照

問２

【】に当てはまる用語を答えよ。

窒素は【１】の【２】性気体である。

【問２】解答/解説：タップで表示

解答：【１】無色無臭【２】中

窒素は無色無臭の中性気体である。

※気体の色や臭いなどについて詳しくは気体の性質（色・臭い・毒性・水溶液の液性など）を参照
※窒素について詳しくは窒素の単体と化合物の性質・製法を参照

問３

【】に当てはまる用語を答えよ。

窒素の単体を工業的に作る際は【１】を分留する。

【問３】解答/解説：タップで表示

解答：【１】液体空気

窒素の単体を工業的に作る際は液体空気を分留する。

※高校化学でよく出る気体の製法について詳しくは気体の製法（反応式・原理・注意事項など）を参照
※分留について詳しくは【分離法】蒸留と分留（違い・例・原理・図など）を参照
※窒素について詳しくは窒素の単体と化合物の性質・製法を参照

問４

【】に当てはまる用語を答えよ。

窒素の単体を実験室内で作る際は【１】を熱分解する。

【問４】解答/解説：タップで表示

解答：【１】亜硝酸アンモニウムNH₄NO₂

窒素の単体を実験室内で作る際は、亜硝酸アンモニウムNH₄NO₂を熱分解する。

\[
NH_{4}NO_{2} → N_{2} + 2H_{2}O
\]

※高校化学でよく出る気体の製法について詳しくは気体の製法（反応式・原理・注意事項など）を参照
※窒素について詳しくは窒素の単体と化合物の性質・製法を参照

問５

【】に当てはまる用語を答えよ。

アンモニアは、【１】色で【２】臭をもつ【３】性気体である。

【問５】解答/解説：タップで表示

解答：【１】無【２】刺激【３】塩基

アンモニアは、色がついておらず刺激臭をもつ塩基性気体である。

※気体の色や臭いなどについて詳しくは気体の性質（色・臭い・毒性・水溶液の液性など）を参照
※アンモニアについて詳しくは窒素の単体と化合物の性質・製法を参照

問６

【】に当てはまる用語を答えよ。

アンモニアを工業的に作る際は【１】という方法を用いる。【１】では、触媒として【２】を使う。

【問６】解答/解説：タップで表示

解答：【１】ハーバー・ボッシュ法【２】四酸化三鉄Fe₃O₄

アンモニアを工業的に作る際はハーバー法（ハーバーボッシュ法）という方法を用いる。

\[
N_{2}+3H_{2} \overset{触媒(Fe_{3}O_{4})}{→} 2NH_{3}
\]

※ハーバー法について詳しくはハーバー法（ハーバー・ボッシュ法）の原理・反応式・高温高圧下の理由などを参照
※四酸化三鉄について詳しくは鉄の単体・化合物の性質や特徴・製法・イオンの色などを参照

問７

【】に当てはまる用語を答えよ。

アンモニアを実験室内で作る際には、【１】に水酸化カルシウムCa(OH)₂を加えて加熱する。

【問７】解答/解説：タップで表示

解答：【１】塩化アンモニウムNH₄Cl

アンモニアを実験室内で作る際には、塩化アンモニウムNH₄Clに水酸化カルシウムCa(OH)₂を加えて加熱する。

\[
2NH_{4}Cl + Ca(OH)_{2} → CaCl_{2} + 2NH_{3} + 2H_{2}O
\]

NH₄Clは弱塩基を含む塩、Ca(OH)₂は強塩基なので、この反応は弱塩基遊離反応の一種である。

※弱塩基遊離反応について詳しくは【弱酸・弱塩基遊離反応】原理や公式、反応式の作り方などを参照
※気体の発生法について詳しくは気体の製法（反応式・原理・注意事項など）を参照
※アンモニアについて詳しくは窒素の単体と化合物の性質・製法を参照

問８

【】に当てはまる用語を答えよ。

アンモニアは、水に非常に良く溶けて【１】性を示す。

【問８】解答/解説：タップで表示

解答：【１】弱塩基

アンモニアは、水に非常に良く溶けて弱塩基性を示す。

\[
NH_{3}+H_{2}O⇄NH_{4}^{+}+\underbrace{ OH^{-} }_{ OH^{-}が発生→塩基！ }
\]

※アンモニアについて詳しくは窒素の単体と化合物の性質・製法を参照

問９

【】に当てはまる用語を答えよ。

アンモニアは、塩化水素HClと接触すると【１】（NH₄Clの微粒子）を発生する。この反応は、NH₃やHClの検出反応として用いられる。

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解答：【１】白煙

アンモニアは、塩化水素HClと接触すると白煙（NH₄Clの微粒子）を発生する。

\[
NH_{3} + HCl → NH_{4}Cl
\]

この反応は、NH₃やHClの検出反応として用いられる。

※気体の検出反応について詳しくは気体の検出反応まとめを参照
※アンモニアについて詳しくは窒素の単体と化合物の性質・製法を参照

問１０

【】に当てはまる用語を答えよ。

アンモニアは、金属元素の陽イオン（Ag⁺・Cu²⁺・Zn²⁺）と反応し、【１】を形成する。

【問１０】解答/解説：タップで表示

解答：【１】錯イオン

アンモニアは、金属元素の陽イオン（Ag⁺・Cu²⁺・Zn²⁺）と反応し、錯イオンを形成する。

※錯イオンについて詳しくは【錯イオン】色・配位数・形・価数・命名法を総まとめを参照
※アンモニアについて詳しくは窒素の単体と化合物の性質・製法を参照

問１１

【】に当てはまる用語を答えよ。

窒素の酸化物には【１】と【２】が存在する。

【問１１】解答/解説：タップで表示

解答：【１】一酸化窒素NO【２】二酸化窒素NO₂（順不同）

※一酸化窒素NO・二酸化窒素NO₂について詳しくは窒素の単体と化合物の性質・製法を参照

問１２

【】に当てはまる用語を答えよ。

	NO	NO₂
色	【１】色	【２】色
におい	なし	【３】臭
溶解性	不溶（中性）	可溶（酸性）
二量体形成	【４（ありorなし）】	【５（ありorなし）】

【問１２】解答/解説：タップで表示

解答：【１】無【２】赤褐【３】刺激【４】なし【５】あり

	NO	NO₂
色	無色	赤褐色
におい	なし	刺激臭
溶解性	不溶（中性）	可溶（酸性）
二量体形成	なし	あり

※一酸化窒素NO・二酸化窒素NO₂について詳しくは窒素の単体と化合物の性質・製法を参照

問１３

【】に当てはまる用語を答えよ。

窒素原子を含むオキソ酸である【１】の水溶液のうち、濃度が高い（約60％以上）のものを【２】、濃度が低いものを【３】という。

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解答：【１】硝酸HNO₃【２】濃硝酸【３】希硝酸

硝酸水溶液のうち、濃度が高い（約60％以上）のものを濃硝酸、濃度が低いものを希硝酸という。

※硝酸HNO₃について詳しくは窒素の単体と化合物の性質・製法を参照

問１４

【】に当てはまる用語を答えよ。

硝酸HNO₃を工業的に作るときは【１】という方法を用いる。

【問１４】解答/解説：タップで表示

解答：【１】オストワルト法

Point!

硝酸を工業的に作るためにはオストワルト法という方法を用いる。

※オストワルト法について詳しくは硝酸の工業的製法「オストワルト法」（触媒・覚え方・仕組み・反応式など）を参照

問１５

【】に当てはまる用語を答えよ。

硝酸HNO₃を実験室内で作るときは、硝酸ナトリウムNaNO₃に【１】を加えて加熱する。

【問１５】解答/解説：タップで表示

解答：【１】濃硫酸H₂SO₄

HNO₃を実験室内で作るには、硝酸ナトリウムNaNO₃に濃硫酸H₂SO₄を加えて加熱する。

\[
2NaNO_{3}+H_{2}SO_{4}→2HNO_{3}+Na_{2}SO_{4}
\]

この反応は揮発性酸遊離反応の一種である。

※揮発性酸遊離反応について詳しくは揮発性酸遊離反応（原理・例・濃硫酸を使う理由など）を参照
※硝酸HNO₃の製法について詳しくは窒素の単体と化合物の性質・製法を参照

問１６

【】に当てはまる用語を答えよ。

硝酸は電離度が高い【１】価の【２】酸である。また、【３】剤として働くこともある。

【問１６】解答/解説：タップで表示

解答：【１】1【２】強【３】酸化

硝酸は電離度が高い1価の強酸である。

\[
HNO_{3} → H^{+} + NO_{3}^{-}
\]

硝酸は酸化力が非常に高く、酸化剤として働く。

\[
Cu + 4HNO_{3} → Cu(NO_{3})_{2} + 2NO_{2} + 2H_{2}O
\]

この反応では、銅Cuを酸化させて硝酸銅Cu(NO₃)₂にしている。

※半反応式・酸化還元反応式の作り方について詳しくは半反応式・酸化還元反応式（作り方・覚え方・問題演習など）を参照
※硝酸HNO₃について詳しくは窒素の単体と化合物の性質・製法を参照

問１７

【】に当てはまる用語を答えよ。

硝酸は光や熱を受けると簡単に分解してしまうため【１】に入れて保存する。

【問１７】解答/解説：タップで表示

解答：【１】褐色ビン

硝酸は光や熱を受けると簡単に分解してしまうため、褐色ビンに入れて保存する。

硝酸以外にも、化合物の中には保存法に気をつけなければ行けないものがある。化合物の保存・取り扱い方法に一覧にして載せてあるので確認しておこう。

※硝酸HNO₃について詳しくは窒素の単体と化合物の性質・製法を参照

問１８

【】に当てはまる用語を答えよ。

Fe,Ni,Al,Crなどの金属を濃硝酸の中に入れると（金属が酸化され）金属の表面に酸化物の緻密な膜ができ【１】となる。

【問１８】解答/解説：タップで表示

解答：【１】不動態

硝酸は酸化力をもつため、不動態形成に関わる。

※不動態について詳しくは不動態（覚え方・ゴロ・原理など）を参照

窒素【高校化学・化学基礎一問一答】

一問一答

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