アンモニアの発生－正解・解説｜センター試験演習「化学Ⅰ」【高校化学Net参考書】

問題情報

単元	アンモニアの発生
年度	2008年度
問題番号	化学Ⅰ－第3問－問4
配点	a‐3，b‐4
計算問題	○
難易度	難しい

正解

a‐③　水酸化カルシウムの代わりに硫酸カルシウムを用いると，アンモニアがより激しく発生した。

b‐④

解説

①　アンモニアNH₃が水H₂Oに溶けると，水酸化物イオンOH^－を生じて塩基性になります。そのため，赤色リトマス紙は青色になります。
　　　NH₃　＋　H₂O　平衡の矢印　NH₄^＋　＋　OH^－

②　アンモニアNH₃と塩化水素HClが空気中で混ざると，塩化アンモニウムNH₄Clの細かい粒が生じて白煙になります。この変化は，アンモニアと塩化水素双方の検出に用いられます。
　　　NH₃　＋　HCl　→　NH₄Cl

③　塩化アンモニウムNH₄Clに水酸化カルシウムCa（OH）₂を加えると，弱塩基の遊離によってアンモニアが発生します。水酸化カルシウムの代わりになるのは水酸化ナトリウムNaOHなどの強塩基ですが，硫酸カルシウムは強酸と強塩基の正塩なので中性です。塩基性ではないので水酸化カルシウムの代わりに用いることが出来ません。
　　　２NH₄Cl　＋　Ca（OH）₂　→　CaCl₂　＋　２NH₃　＋　２H₂O

④　ソーダ石灰は，水酸化ナトリウムNaOHと酸化カルシウムCaOの混合物であり，代表的な乾燥剤です。塩基性の乾燥剤なので，塩基性のアンモニアを吸収してしまうことはありません。

⑤　反応後には，生成物として塩化カルシウムCaCl₂の固体が試験管内に残ります。
　　　２NH₄Cl　＋　Ca（OH）₂　→　CaCl₂　＋　２NH₃　＋　２H₂O

b　アンモニア発生の変化は，次の化学反応式で表されます。
　　　２NH₄Cl　＋　Ca（OH）₂　→　CaCl₂　＋　２NH₃　＋　２H₂O

　量的関係では，化学反応式の係数の比が物質量〔mol〕の比となります。係数が同じなので，反応した塩化アンモニウムNH₄Clの物質量〔mol〕と発生したアンモニアNH₃の物質量〔mol〕は等しくなります。ここで，選択肢のうち③と④に絞ることが出来ます。

　次に，水酸化カルシウムCa（OH）₂と塩化アンモニウムNH₄Clの物質量〔mol〕の関係を確認します。水酸化カルシウム1molがあれば，塩化アンモニウムは2molまで反応することが出来ます。この問いでは0.010molの水酸化カルシウムを用いていますので，塩化アンモニウムは0.020molまで反応することが出来ます。③のグラフでは塩化アンモニウムは0.010molまでしか反応しないということになってしまいますので，これは誤りです。よって，④のグラフが正しいことになります。