【プロ講師解説】このページでは『気体の製法（反応式・原理・注意事項など）』について解説しています。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。


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中性気体の製法

一酸化炭素CO

【脱水】ギ酸HCOOHに濃硫酸を加えて加熱する
\[
HCOOH → CO↑ ＋ H_{2}O
\]

※濃硫酸は脱水作用があるためギ酸から水分子H2Oが引き抜かれる。

一酸化窒素NO

【酸化還元】 イオン化傾向がH2よりも小さい金属（銅Cuや銀Agなど）を希硝酸HNO3で酸化する
\[
3Cu ＋ 8HNO_{3} → 3Cu(NO_{3})_{2} ＋ 2NO↑ ＋ 4H_{2}O\\
3Ag ＋ 4HNO_{3} → 3AgNO_{3} ＋ NO↑ ＋ 2H_{2}O
\]

※銅や銀は金属元素の単体なので還元剤、希硝酸は代表的な酸化剤である。したがって酸化還元反応が起こる。

水素H2

【酸化還元】イオン化傾向がH2より大きな金属（亜鉛Znなど）を希硫酸H2SO4やHClと反応させる。
\[
Zn ＋ H_{2}SO_{4} → ZnSO_{4} ＋ H_{2}↑
\]

※イオン化傾向がH2より大きな金属と希酸を反応させるとH2が発生する。詳しくはイオン化傾向とは？定義から反応のしやすさとの関わりまで徹底解説！を参照。

酸素O2

過酸化水素H2O2や塩素酸カリウムKClO3などの酸化物を分解する。（触媒として酸化マンガンMnO2を用いる）
\[
2H_{2}O_{2} → O_{2}↑ ＋ 2H_{2}O\\
2KClO_{3} → 3O_{2}↑ ＋ 2KCl
\]

※これらの反応は自己酸化還元反応の一種である。
※どちらの反応も触媒として酸化マンガン（Ⅳ）が必要
※試薬が固体だけの場合は加熱しないと反応が進みにくいため、下のKClO3を用いる場合は加熱が必要

オゾンO3

酸素O2の無声放電または紫外線照射で得られる。
\[
3O_{2} ⇄ 2O_{3}
\]

※無声放電とは音を発しない放電の総称である。

窒素N2

亜硝酸アンモニウムNH4NO2を熱分解する。
\[
NH_{4}NO_{2} → N_{2}↑ ＋2H_{2}O
\]

酸性気体

二酸化炭素CO2

【弱酸遊離】炭酸イオンCO32-を含む塩（炭酸カルシウムCaCO3など）に強酸を加える。
\[
CaCO_{3} ＋ 2HCl → CaCl_{2} ＋ CO_{2}↑ ＋ H_{2}O
\]

弱酸遊離反応について詳しくは【原理】弱酸・弱塩基遊離反応の仕組みや公式、反応式の作り方を解説！を確認しよう。

二酸化窒素NO2

【酸化還元】イオン化傾向がH2よりも小さい金属（銅Cuや銀Agなど）を濃硝酸HNO3で酸化する。
\[
Cu ＋ 4HNO_{3} → Cu(NO_{3})_{2} ＋ 2NO_{2}↑ ＋ 2H_{2}O\\
Ag ＋ 2HNO_{3} → AgNO_{3} ＋ NO_{2}↑ ＋ H_{2}O
\]

二酸化硫黄SO2

方法① 酸化還元

イオン化傾向がH2よりも小さい金属（銅Cuや銀Agなど）を熱濃硫酸H2SO4で酸化する。
\[
Cu ＋ 2H_{2}SO_{4} → CuSO_{4} ＋ SO_{2}↑ ＋ 2H_{2}O\\
2Ag ＋ 2H_{2}SO_{4} → Ag_{2}SO_{4} ＋ SO_{2}↑ ＋ 2H_{2}O
\]

方法② 弱酸遊離

亜硫酸イオンSO32-を含む塩に強酸を加える。
\[
Na_{2}SO_{3} ＋ H_{2}SO_{4} → Na_{2}SO_{4} ＋ SO_{2}↑ ＋ H_{2}O
\]

弱酸遊離反応について詳しくは【原理】弱酸・弱塩基遊離反応の仕組みや公式、反応式の作り方を解説！を確認しよう。

硫化水素H2S

【弱酸遊離】硫化物イオンS2-を含む塩に強酸を加える。
\[
FeS ＋ 2HCl → FeCl_{2} ＋ H_{2}S↑\\
FeS ＋ H_{2}SO_{4} → FeSO_{4} ＋ H_{2}S↑
\]

弱酸遊離反応について詳しくは【原理】弱酸・弱塩基遊離反応の仕組みや公式、反応式の作り方を解説！を確認しよう。

塩素Cl2

方法① 酸化還元

酸化マンガンMnO2に濃塩酸HClを加えて加熱する。
\[
MnO_{2} ＋ 4HCl → MnCl_{2} ＋ Cl_{2}↑ ＋ 2H_{2}O
\]

方法② 弱酸遊離

さらし粉CaCl(ClO)・H2Oに希塩酸HClを加える。
\[
CaCl(ClO)・H_{2}O ＋ 2HCl → CaCl_{2} ＋ Cl_{2}↑ ＋ 2H_{2}O
\]

弱酸遊離反応について詳しくは【原理】弱酸・弱塩基遊離反応の仕組みや公式、反応式の作り方を解説！を確認しよう。

PLUS+

さらし粉は塩化物イオンCl–と次亜塩素酸イオンClO–の2種類の陰イオンを含んでいる。このように2種類以上の陽イオン又は陰イオンを含む塩を複塩という。

塩化水素HCl

【揮発酸遊離】塩化ナトリウムNaClに濃硫酸H2SO4を加えて加熱する。
\[
NaCl ＋ H_{2}SO_{4} → NaHSO_{4} ＋HCl
\]

揮発性酸遊離反応について詳しくは揮発性酸遊離反応とは？原理や疑問点を具体例を使って解説！を確認しよう。

フッ化水素HF

【揮発酸遊離】フッ化カルシウムCaF2（ホタル石）に濃硫酸H2SO4を加えて加熱する。
\[
CaF_{2} ＋ H_{2}SO_{4} → CaSO_{4} ＋ 2HF↑
\]

揮発性酸遊離反応について詳しくは揮発性酸遊離反応とは？原理や疑問点を具体例を使って解説！を確認しよう。

塩基性気体

アンモニアNH3

【弱塩基遊離】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。
\[
2NH_{4}Cl ＋ Ca(OH)_{2} → CaCl_{2} ＋ 2NH_{3}↑ ＋ 2H_{2}O
\]

弱塩基遊離反応について詳しくは【原理】弱酸・弱塩基遊離反応の仕組みや公式、反応式の作り方を解説！を確認しよう。

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