【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。
中性気体の製法
一酸化炭素CO
HCOOH → CO↑ ＋ H_{2}O
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※濃硫酸は脱水作用があるためギ酸HCOOHから水H2Oが引き抜かれる。
一酸化窒素NO
3Cu ＋ 8HNO_{3} → 3Cu(NO_{3})_{2} ＋ 2NO↑ ＋ 4H_{2}O\\
3Ag ＋ 4HNO_{3} → 3AgNO_{3} ＋ NO↑ ＋ 2H_{2}O
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※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
Zn ＋ H_{2}SO_{4} → ZnSO_{4} ＋ H_{2}↑
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※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
2H_{2}O_{2} → O_{2}↑ ＋ 2H_{2}O\\
2KClO_{3} → 3O_{2}↑ ＋ 2KCl
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※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
3O_{2} ⇄ 2O_{3}
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※無声放電とは音を発しない放電の総称である。
窒素N2
NH_{4}NO_{2} → N_{2}↑ ＋2H_{2}O
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酸性気体
二酸化炭素CO2
CaCO_{3} ＋ 2HCl → CaCl_{2} ＋ CO_{2}↑ ＋ H_{2}O
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※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
二酸化窒素NO2
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
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
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方法② 弱酸遊離
Na_{2}SO_{3} ＋ H_{2}SO_{4} → Na_{2}SO_{4} ＋ SO_{2}↑ ＋ H_{2}O
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※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H2S
FeS ＋ 2HCl → FeCl_{2} ＋ H_{2}S↑\\
FeS ＋ H_{2}SO_{4} → FeSO_{4} ＋ H_{2}S↑
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※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
塩素Cl2
方法① 酸化還元
MnO_{2} ＋ 4HCl → MnCl_{2} ＋ Cl_{2}↑ ＋ 2H_{2}O
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方法② 弱酸遊離
CaCl(ClO)・H_{2}O ＋ 2HCl → CaCl_{2} ＋ Cl_{2}↑ ＋ 2H_{2}O
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※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
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
NaCl ＋ H_{2}SO_{4} → NaHSO_{4} ＋HCl
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※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
フッ化水素HF
CaF_{2} ＋ H_{2}SO_{4} → CaSO_{4} ＋ 2HF↑
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※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
塩基性気体
アンモニアNH3
2NH_{4}Cl ＋ Ca(OH)_{2} → CaCl_{2} ＋ 2NH_{3}↑ ＋ 2H_{2}O
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※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
気体の製法に関する演習問題
中性気体は水に溶けにくいため【１】法で捕集する。
ギ酸HCOOHに濃硫酸を加えて加熱すると【１】が発生する。
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で酸化すると【１】が発生する。
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と反応させると【１】が発生する。
（触媒として酸化マンガンMnO2を用いて）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と【１】が発生する。
酸素O2の無声放電または紫外線照射により【１】が発生する。
亜硝酸アンモニウムNH4NO2を熱分解すると【１】が発生する。
酸性気体は水に溶けやすく空気より重いので【１】法で捕集する。
炭酸イオンCO32-を含む塩（炭酸カルシウムCaCO3など）に強酸を加えると【１】が発生する。
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で酸化すると【１】が発生する。
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、又は亜硫酸イオンSO32-を含む塩に強酸を加えると【１】が発生する。
硫化物イオンS2-を含む塩に強酸を加えると【１】が発生する。
酸化マンガンMnO2に濃塩酸HClを加えて加熱する、又はさらし粉CaCl(ClO)・H2Oに希塩酸HClを加えると【１】が発生する。
塩化ナトリウムNaClに濃硫酸H2SO4を加えて加熱すると【１】が発生する。
フッ化カルシウムCaF2（ホタル石）に濃硫酸H2SO4を加えて加熱すると【１】が発生する。
塩基性気体は水に溶けやすく空気より軽いので【１】法で捕集する。
塩化アンモニウムNH4Clに水酸化カルシウムCa(OH)2を加えて加熱すると【１】が発生する。
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・化学のグルメ運営代表
・高校化学講師
・薬剤師
・デザイナー/イラストレーター
数百名の個別指導経験あり（過去生徒合格実績：東京大・京都大・東工大・東北大・筑波大・千葉大・早稲田大・慶應義塾大・東京理科大・上智大・明治大など）
2014年よりwebメディア『化学のグルメ』を運営
公式オンラインストアで販売中の理論化学ドリルシリーズ・有機化学ドリル等を執筆
著者紹介詳細