二族（アルカリ土類金属）【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。

炎色反応において、Caは【１】色、Srは【２】色、Baは【３】色を示す。

【問１】解答/解説：タップで表示

解答：【１】橙【２】紅【３】黄緑

※２族元素・アルカリ土類金属について詳しくは2族元素（アルカリ土類金属・Mg）の特徴・性質・反応などを参照

問２

【】に当てはまる用語を答えよ。

Mg、Ca、Sr、Baのうち、冷水と反応しないものは【１】である。

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解答：【１】Mg

※２族元素・アルカリ土類金属について詳しくは2族元素（アルカリ土類金属・Mg）の特徴・性質・反応などを参照

問３

【】に当てはまる用語を答えよ。

Mg、Ca、Sr、Baのうち、SO₄^2-と沈殿を形成しないものは【１】である。

【問３】解答/解説：タップで表示

解答：【１】Mg

※２族元素・アルカリ土類金属について詳しくは2族元素（アルカリ土類金属・Mg）の特徴・性質・反応などを参照

問４

【】に当てはまる用語を答えよ。

酸化カルシウムは【１】とも言われ、水に溶けて【２】性を示す。また塩基性の【３】剤としても用いられる。

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解答：【１】生石灰【２】強塩基【３】乾燥

①生石灰とも呼ばれる
②水に溶けて強塩基性を示す（水酸化物になる）
③塩基性の乾燥剤として用いられる

Point!

①生石灰とも呼ばれる
酸化カルシウムCaOは生石灰（読み方：せいせっかい）とも呼ばれる。

②水に溶けて強塩基性を示す（水酸化物になる）
酸化カルシウムは水に溶けて強塩基性を示す。

\[
CaO + H_{2}O → Ca(OH)_{2}
\]

CaOは塩基性酸化物であるため、水と反応すると水酸化物になる。

※酸化物の反応について詳しくは酸化物の反応（金属元素・非金属元素）を参照

③塩基性の乾燥剤として用いられる
酸化カルシウムは”塩基性の乾燥剤”として用いられる。

塩基性故、酸性気体の乾燥には用いることができない。（中和反応してしまう）

\[
CaO + 2HCl → CaCl_{2} + H_{2}O
\]

※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
※２族元素・アルカリ土類金属について詳しくは2族元素（アルカリ土類金属・Mg）の特徴・性質・反応などを参照

問５

【】に当てはまる用語を答えよ。

水酸化カルシウムは【１】とも呼ばれ、これを水に溶かしてできた水溶液を【２】と呼ぶ。

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解答：【１】消石灰【２】石灰水

①消石灰とも呼ばれる（水溶液は石灰水）
②石灰水に二酸化炭素を吹き込むと白く濁る→続けると再び無色に
③鍾乳洞・鍾乳石の生成

Point!

①消石灰とも呼ばれる（水溶液は石灰水）
水酸化カルシウムCa(OH)₂は消石灰とも呼ばれ、これを水に溶かしてできた水溶液を石灰水と呼ぶ。

②石灰水に二酸化炭素を吹き込むと白く濁る→続けると再び無色に
石灰水に二酸化炭素CO₂を通じると、炭酸カルシウムCaCO₃の沈殿が生成して白濁する。

\[
Ca(OH)_{2}+CO_{2}→CaCO_{3}↓+H_{2}O
\]

ここでさらにCO₂を吹き込むと…

\[
CaCO_{3} + CO_{2} + H_{2}O → Ca(HCO_{3})_{2}
\]

炭酸水素カルシウムCa(HCO₃)₂は水に溶けやすいため、沈殿が溶解する。（＝白濁が消える）

また、白濁が消えた後、水溶液を加熱すると上記の逆反応が進み、CaCO₃の沈殿が生成し、再度白濁する。

\[
Ca(HCO_{3})_{2}→CaCO_{3} + CO_{2} + H_{2}O
\]

これらはCO₂の検出反応として用いられる。

※入試頻出の気体の検出反応については気体の検出反応まとめを参照

③鍾乳洞・鍾乳石の生成
鍾乳洞（読み方：しょうにゅうどう）と鍾乳石（読み方：しょうにゅうせき）の生成に水酸化カルシウムは深く関わっている。

サンゴなどの主成分はCaCO₃なので海底が隆起してできた地層には石灰岩CaCO₃が多く含まれている。
そこにCO₂を含んだ地下水が流れ続けると、次のような反応が起きて石灰岩が溶けて洞窟ができる。
これが鍾乳洞である。

\[
CaCO_{3} + CO_{2} + H_{2}O → Ca(HCO_{3})_{2}
\]

このとき、鍾乳洞の上からはCa(HCO₃)₂を含んだ地下水が滴り落ちている。
また、少量の地下水が蒸発している。
その結果、次の反応が起き、少しずつ鍾乳石や石筍（読み方：せきじゅん）が成長する。
鍾乳洞の上から垂れ下がったものが鍾乳石で、下から突き出しているものが石筍である。

\[
Ca(HCO_{3})_{2}→CaCO_{3} + CO_{2} + H_{2}O
\]

※２族元素・アルカリ土類金属について詳しくは2族元素（アルカリ土類金属・Mg）の特徴・性質・反応などを参照

問６

【】に当てはまる用語を答えよ。

石灰水に二酸化炭素CO₂を吹き込むと、水に不溶性である【１】が沈殿として溜まってしまうため、水溶液が【２】く濁る。ここで、CO₂をさらに吹き込んでいくと、（不溶性で）沈殿になっている【１】が水溶性の【３】になるため濁りが消える。

【問６】解答/解説：タップで表示

解答：【１】炭酸カルシウムCaCO₃【２】白【３】炭酸水素カルシウムCa(HCO₃)₂

石灰水に二酸化炭素CO₂を通じると、炭酸カルシウムCaCO₃の沈殿が生成して白濁する。

\[
Ca(OH)_{2}+CO_{2}→CaCO_{3}↓+H_{2}O
\]

ここでさらにCO₂を吹き込むと…

\[
CaCO_{3} + CO_{2} + H_{2}O → Ca(HCO_{3})_{2}
\]

炭酸水素カルシウムCa(HCO₃)₂は水に溶けやすいため、沈殿が溶解する。（＝白濁が消える）

また、白濁が消えた後、水溶液を加熱すると上記の逆反応が進み、CaCO₃の沈殿が生成し、再度白濁する。

\[
Ca(HCO_{3})_{2}→CaCO_{3} + CO_{2} + H_{2}O
\]

これらはCO₂の検出反応として用いられる。

※入試頻出の気体の検出反応については気体の検出反応まとめを参照
※２族元素・アルカリ土類金属について詳しくは2族元素（アルカリ土類金属・Mg）の特徴・性質・反応などを参照

問７

【】に当てはまる用語を答えよ。

CaCO₃は【１】や大理石の成分として有名で、熱分解すると【２】が生成する。

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解答：【１】石灰石【２】CaO

炭酸カルシウムCaCO₃は石灰石や大理石の成分として有名で、熱分解するとCaOが生成する。（炭酸塩の熱分解については【熱分解反応】入試頻出3パターンの反応式の作り方などを解説を参照）

\[
CaCO_{3} → CaO + CO_{2}
\]

また、水酸化カルシウムのところでやったように、CaCO₃は水に溶けづらい（沈殿になりやすい）ということも把握しておこう。

※沈殿について詳しくは水に難溶なイオン結晶（水酸化物・硫化物・塩化物・硫酸・クロム酸・炭酸イオン）を参照
※２族元素・アルカリ土類金属について詳しくは2族元素（アルカリ土類金属・Mg）の特徴・性質・反応などを参照

問８

【】に当てはまる用語を答えよ。

CaCl₂は【１】性・【２】性をもっており、【３】性の乾燥剤として使用される。

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解答：【１】吸湿【２】潮解【３】中（【１】・【２】は順不同）

塩化カルシウムCaCl₂は吸湿性・潮解性をもっており、中性の乾燥剤として使用される。（NH₃とは反応してしまうためNH₃の乾燥には使用不可）

問９

【】に当てはまる用語を答えよ。

CaSO₄の水和物であるCaSO₄・2H₂Oは【１】と呼ばれ、これを加熱をすることによって得られる物質CaSO₄・1/2H₂Oのことを【２】という。また、【２】は、水を加えて練ると元の【１】に戻る。

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解答：【１】セッコウ【２】焼セッコウ

硫酸カルシウムCaSO₄の水和物であるCaSO₄・2H₂Oはセッコウと呼ばれ、これを加熱をすることによって得られる物質CaSO₄・1/2H₂Oを焼セッコウという。（1/2H₂Oが付いている物質のことを”半水和物”という）

\[
CaSO_{4}・2H_{2}O ⇄ CaSO_{4}・1/2H_{2}O + 3/2H_{2}O
\]

また、焼セッコウに水を加えて練ると元の普通のセッコウ（CaSO₄・2H₂O）に戻るということも併せて覚えておこう。

※２族元素・アルカリ土類金属について詳しくは2族元素（アルカリ土類金属・Mg）の特徴・性質・反応などを参照

問１０

【】に当てはまる用語を答えよ。

炭化カルシウムは【１】とも呼ばれ、生石灰CaOに【２】を混ぜ高温に熱することで製造する。また、炭化カルシウムに水を加えると加水分解反応が起こり【３】が発生する。

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解答：【１】カーバイド【２】コークス（C）【３】アセチレン

炭化カルシウムCaC₂はカーバイドとも呼ばれ、生石灰CaOにコークスCを混ぜ高温に熱することで製造する。
これに水を加えると、次のように加水分解反応が起こりアセチレンC₂H₂が発生する。

\[
CaC_{2} + 2H_{2}O → C_{2}H_{2} + Ca(OH)_{2}
\]

※アセチレンについて詳しくは有機化学のアルキン（一般式の作り方・一覧・製法・付加重合・置換反応など）を参照
※２族元素・アルカリ土類金属について詳しくは2族元素（アルカリ土類金属・Mg）の特徴・性質・反応などを参照

二族（アルカリ土類金属）【高校化学・化学基礎一問一答】

一問一答

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