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高校化学 西湘高等学校 化学 実験 by 池田博明 2004年4月から，神奈川県立西湘高等学校の『化学IＩ』で行った実験を紹介します。 金属イオンの沈殿 【１】 鉄イオンの呈色実験 試料の準備 １％硫酸鉄（Ⅱ）水溶液と１％硝酸鉄（Ⅲ）水溶液を実験の直前に作る。 試薬の準備 試験管に1ｍLずつ10％フェロシアン化カリ液１本、10％フェリシアン化カリ液１本、5％チオシアン酸カリ液１本を取る。 操作手順 (1)約2mＬずつ硫酸鉄を１本、硝酸鉄を２本の試験管に取る。 (2)下の表を参考にして試料に各種カリ液の試薬を加えて振る。 (3)色の変化を見る。変化後の色を表に記入しなさい。 ★廃液は有毒なので流しに捨てないこと。 結果の記録
沈殿結果の考察とまとめ （１）硫酸鉄（Ⅱ）の化学式と電離したときのイオンを記せ。 （２）硝酸鉄（Ⅲ）の化学式と電離したときのイオンを記せ。 （３）フェロシアン化カリウムの現在の名称はヘキサシアノ鉄（Ⅱ） 酸カリウムである。 この結晶は［ ］色なので、 ［ ］血カリと呼ばれる。水溶液中では２価の鉄 イオンが６個（ヘキサ）のシアンイオンと配位結合 しており、正八面体の錯イオンを作っている。 ヘキサシアノ鉄（Ⅱ）酸イオン全体の価数は －［ ］価である。 このイオンが３価の鉄イオンと反応して出来る濃青色沈殿をプルシアン・ブルーまたはベルリン・ブルーとよぶ。 （２価の鉄をフェロといった） （４）フェリシアン化カリウムの現在の名称はヘキサシアノ鉄（Ⅲ） 酸カリウムである。 この結晶は［ ］色なので、 ［ ］血カリと呼ばれる。水溶液中では３価の鉄 イオンが６個（ヘキサ）のシアンイオンと配位結合 しており、正八面体の錯イオンを作っている。 ヘキサシアノ鉄（Ⅱ）酸イオン全体の価数は －［ ］価である。 このイオンが２価の鉄イオンと反応して出来る濃青色 沈殿をターンブル・ブルーとよぶがベルリン・ブルーと同一物である。 （３価の鉄をフェリといった） （５）２価の鉄と３価の鉄のどちらが、より酸化されたかたちか。 【２】 銅イオンの反応 試料の準備 0.1モル硫酸銅水溶液を試験管2本に2ｍLずつとる。 試薬の準備 １モル／LのＮaＯＨ液を試験管に5ｍL程度、１モル／Lのアンモニア水を試験管に5ｍL程度、取る。 操作手順 (1)試料（硫酸銅aq）に各試薬を、1滴加えて変化を見る。 (2)アンモニアを1滴加えて青白色の沈殿ができた試験管に、さらにアンモニアを加えて濃青色の沈殿を作る 水酸化銅（Ⅱ）の化学式 結果の記録 銅イオンはアルカリ性の溶液と反応しての青白色の沈殿を生ずる。 過剰のアンモニアと反応した銅イオンは、テトラアンミン銅（Ⅱ）イオンという錯イオンを生ずる。 テトラアンミン銅（Ⅱ）イオンの構造を記せ。 【３】 亜鉛イオンの反応とアルミニウムイオンの反応 両性金属のイオンの反応 試料の準備 試験管に0.1モル／L塩化亜鉛水溶液を4ｍL採る。 試験管に0.1モル／L塩化アルミニウム水溶液を4ｍL採る。 試薬の準備 1モル／L 水酸化ナトリウム水溶液を試験管に採る。 操作手順 (1)試料に試薬ＮaＯＨａｑを1滴加えて変化を見る。 (2)さらに過剰に試薬ＮaＯＨａｑを加えて変化を見る。 結果の記録 （１）塩化亜鉛の電離式を書きなさい。 （２）白色の沈殿物は水酸化亜鉛である。化学式を書け。 （３）過剰に水酸化ナトリウムを加えると白色沈殿物は溶けて無色透明となる。 生じた錯イオン、つまりテトラヒドロキソ亜鉛酸イオンは正四面体である。 （４）塩化アルミニウムの電離式を書きなさい。 （５）塩化アルミニウムが水酸化物イオンと反応してできる化合物は白色沈殿の水酸化アルミニウムイオンである。この化学式を書け。 （６）過剰に水酸化ナトリウムを加えると白色沈殿物は溶けて無色透明となる。生じた錯イオン、つまりテトラヒドロキソアルミン酸イオンは正八面体である。 考察 （１）亜鉛イオンは正四面体のテトラアクアイオンとして存在し、水酸化亜鉛は水酸化物イオンが２個配位したもの、テトラヒドロキソ亜鉛酸イオンは４個配位したものである。 これらのイオンの構造を示せ （２）アルミニウムイオンは正八面体のヘキサaquaイオンとして存在し，水酸化アルミニウムは水酸化物イオンが３個配位したもの、テトラヒドロキソアルミン酸イオンは４個配位したものである。 これらのイオンの構造を示せ。 （2004年10月） 主な参考文献 綿抜邦彦・武田一美（編），1982．実験をとおして知る物質の性質，講談社． BACK TO 化学 CONTENTS |