硫黄【高校化学・化学基礎一問一答】

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一問一答

問１

【】に当てはまる用語を答えよ。

硫黄の単体には３種類の同素体が存在する。それらの中で最も安定したものを【１】という。【１】を高温（約120℃）で熱し、それを冷やすと針状結晶の【２】が得られる。また、【１】を非常に高温（約250℃）で熱し、それを冷水の中に入れて急冷（急激に冷やすこと）すると【３】が得られる。ちなみに、【１】・【２】・【３】はいずれも【４】色である。

【問１】解答/解説：タップで表示

解答：【１】斜方硫黄【２】単斜硫黄【３】ゴム状硫黄【４】黄

硫黄には斜方硫黄、単斜硫黄、ゴム状硫黄の3種類の同素体が存在する。斜方硫黄が最も安定しているため、単斜硫黄やゴム状硫黄を常温で放置するといずれも斜方硫黄になる。また、単斜硫黄は斜方硫黄を120℃で加熱後冷却することで、ゴム状硫黄は斜方硫黄を250℃で加熱後冷水に注いで急冷することで得ることができる。色はいずれも黄色（ゴム状硫黄はテキストによって褐色との記載があるが近年純度を高めると黄色となることが発見された）である。

※硫黄について詳しくは硫黄の単体と化合物の性質・製法を参照

問２

【】に当てはまる用語を答えよ。

斜方硫黄と単斜硫黄は分子のため化学式【１】で表され、ゴム状硫黄は高分子（Sが無数に繋がったもの）であるため組成式【２】で表される。

【問２】解答/解説：タップで表示

解答：【１】S₈【２】S

※硫黄について詳しくは硫黄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。

硫化鉄FeSに塩酸HClを加えると【１】が生成する。

【問３】解答/解説：タップで表示

解答：【１】硫化水素H₂S

硫化水素H₂Sを作る際は硫化鉄FeSに塩酸HClを加える。

\[
FeS + 2HCl → FeCl_{2} + H_{2}S
\]

この反応は弱酸遊離反応の一種である。

※弱酸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
※硫化水素について詳しくは硫黄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。

硫化水素H₂Sは【１】色で刺激臭の一種である【２】という臭いがする。

【問４】解答/解説：タップで表示

解答：【１】無【２】腐卵臭

硫化水素H₂Sは無色で刺激臭の一種である腐卵臭という臭いがする。

※気体の色・臭い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
※硫化水素について詳しくは硫黄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。

硫化水素H₂Sは水に溶けて電離し【１】価の【２（強or弱）】酸として働く。また、【３（酸化or還元）】剤として働くこともある。

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解答：【１】2【２】弱【３】還元

硫化水素は水に溶けて次のように電離し2価の弱酸として働く。

\[
H_{2}S → 2H^{+} + S^{2-}
\]

硫化水素H₂Sは酸化還元反応において還元剤として働く。

\[
H_{2}S → S + 2H^{+} + 2e^{-}
\]

※硫化水素について詳しくは硫黄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。

【１】は銅Cuに濃硫酸H₂SO₄を加えて加熱する、又は亜硫酸ナトリウムNa₂SO₃に希硫酸H₂SO₄を加えることにより生成する。

【問６】解答/解説：タップで表示

解答：【１】二酸化硫黄SO₂

二酸化硫黄を作る際は、銅Cuに濃硫酸H₂SO₄を加えて加熱する。

また、亜硫酸ナトリウムNa₂SO₃に希硫酸H₂SO₄を加えることでも得られる。

\[
Na_{2}SO_{3}+H_{2}SO_{4}→Na_{2}SO_{4}+\underbrace{ SO_{2}+H_{2}O }_{ H_{2}SO_{3} }
\]

※二酸化硫黄について詳しくは硫黄の単体と化合物の性質・製法を参照

問７

【】に当てはまる用語を答えよ。

二酸化硫黄SO₂は【１】色で【２】臭をもつ。また、水に溶けて亜硫酸となり電離して【３】価の【４（強or弱）】酸として働く。

【問７】解答/解説：タップで表示

解答：【１】無【２】刺激【３】2【４】弱

二酸化硫黄SO₂は無色で刺激臭をもつ。

また、二酸化硫黄SO₂は水に溶けて亜硫酸となり電離して2価の弱酸として働く。

\[
SO_{2} + H_{2}O → H_{2}SO_{3}\\
H_{2}SO_{3} → SO_{3}^{2-} + 2H^{+}
\]

※二酸化硫黄について詳しくは硫黄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。

二酸化硫黄SO₂が酸化剤、還元剤として働くときの半反応式をそれぞれ書け。

【問８】解答/解説：タップで表示

解答：以下参照

二酸化硫黄SO₂は酸化還元反応の中で酸化剤としても還元剤としても働く。

\[
【還元剤】SO_{2} + 2H_{2}O → SO_{4}^{2-} + 4H^{+} + 2e^{-}\\
【酸化剤】SO_{2} + 4H^{+} + 4e^{-} → S + 2H_{2}O
\]

※半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

問９

【】に当てはまる用語を答えよ。

硫黄を含むオキソ酸として有名な硫酸H₂SO₄は【１】により作られる。

【問９】解答/解説：タップで表示

解答：【１】接触法

硫酸H₂SO₄を工業的に作る際には接触法という方法を用いる。

※接触法について詳しくは接触法（濃硫酸の工業的製法・仕組み・反応式・触媒など）を参照
※オキソ酸について詳しくはオキソ酸（例・酸化力・一覧・強さ・構造・酸化数など）を参照

問１０

【】に当てはまる用語を答えよ。

硫酸H₂SO₄は【１】価の【２（強or弱）】酸として働く。また、【３（酸化or還元）】剤として働くこともある。

【問１０】解答/解説：タップで表示

解答：【１】2【２】強【３】酸化

硫酸H₂SO₄は2価の強酸として働く。

\[
H_{2}SO_{4} → 2H^{+} + SO_{4}^{2-}
\]

また、硫酸H₂SO₄は酸化剤として働くこともある。

\[
H_{2}SO_{4} + 2H^{+} + 2e^{-} → SO_{2} + 2H_{2}O
\]

※硫酸について詳しくは硫黄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。

硫酸は吸湿性をもつため酸性の【１】として用いられる。

【問１１】解答/解説：タップで表示

解答：【１】乾燥剤

硫酸H₂SO₄は吸湿性をもつため酸性の乾燥剤として用いられる。

※乾燥剤について詳しくは【乾燥剤】酸性・中性・塩基性の乾燥剤一覧や分類・仕組みなどを参照

問１２

【】に当てはまる用語を答えよ。

硫酸は気体になりにくく（＝【１】性）、【２】作用をもつ。

【問１２】解答/解説：タップで表示

解答：【１】不揮発【２】脱水

硫酸H₂SO₄は不揮発性という性質をもつ。
この性質を生かして揮発酸の生成反応に用いられる。

※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

また、硫酸H₂SO₄は脱水作用をもつ。
以下は、有名な「エタノールの脱水によるエチレンの生成反応」である。

\[
C_{2}H_{5}OH → C_{2}H_{4} + H_{2}O
\]

※硫酸について詳しくは硫黄の単体と化合物の性質・製法を参照

硫黄【高校化学・化学基礎一問一答】

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