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Chemistry Senior High

化学基礎で酸化還元反応が分からないですどなたか分かりやすく教えてください ①なんで右辺がMn²⁺になるのか ②還元剤の求め方  なんで右辺が+4になるのか

問 例題 したのを読み、 (0) 体内) 10 6 希硫酸を十分に加えて強酸性にしたシュウ酸 (COOH), 水溶液に、 過マンガン酸カリウム KMnO 水溶液を加えたときの化学反応式を示せ。 [解説] (COOH)が還元剤 MnOが酸化剤です。 MnO』 が酸化剤として働いてM²+になるためには 強い酸性条件が必要なので、 希硫酸を十分に加えています。 この条件を硫酸酸性といいます。 イオン反応式 2MnO4 + 6H + 5(COOH)2→ 2Mn² + 8H2O + 10CO2 化学反応式として完成させる 左辺のMnO4は過マンガン酸カリウムKMnO Hは希硫酸H2SO4 の電離によるものなので、 を考慮します。 けとなるイオンを考慮 K”を2個、SOを3個加えます。 2MnO4 + +) 2K+ 6H+ 3SO42- +5 (COOH)2→2Mn2 +8H2O + 10COz 2KMnO4+3H2SO4 +5 (COOH)2- 2K+ 3SO- 2Mn2+ 2K + 8H2O +10CO2 SOSO-3個のSOを 手順1 半反応式を書く 2個と1個に分けます MnO →Mn2+ MnOg Mn2+ + 4H2O MnO + 8H+ 酸化剤: MnO4 + 8H+ + 5e→ Mn2+ +4H2O としてからe-で合わせます Mn2+ + 4H2O 化学反応式が完成しました。 右辺も価数に注意して、電離していないときの化学式にします。 ......(1) 化学反応式 還元剤: (COOH)2 → 2CO2 + 2H+ + 2e (2) 2KMnO4 +3H2SO4 +5 (COOH)2 → 2MnSO4 + K2SO4 + 8H2O + 10COz 手順2 イオン反応式 (p.204) をつくる 還元剤が出した電子の数と酸化剤が奪った電子の数は同じなので、 このようにして、化学反応式をつくることができます。 (1)と(2)を何倍かずつして電子の係数をそろえ、2つを足し合わせます。 2x (MnO4 + 8H+ + 5e → Mn2+ + 4H2O) + ) 5x ((COOH)2 ← ......(1) x2 → 2CO2 + 2H+ + 2e-) ...... (2) ×5 2MnO4- + X6H+ + 10 + 5 (COOH)2 6 →2Mn²+ + 8H2O + 10CO2 + 1 + 100 両辺でダブっているH*を消去すると、 イオン反応式が完成します。 H 07 酸化還元

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293の問題に質問があります。 1の置換基とはなぜ分かるのですか? 2のX-C6H4-YはなぜベンゼンであるC6H6じゃないのでしょうか。 3の不斉炭素原子は結合している分子が異なると覚えているのですが、なぜ5と確定したのでしょうか。

シレンには, 0-, 3種類の構造異性 ある。 293. 芳香族化合物の異性体 (1)-CH₂-C1 (2) C₂H5-CH3 (3)CH-CH₁ (4) H-C-0- OH 解説 (1) 分子式 C2H7Cl で表される芳香族化合物には,次の4種類 が考えられる。 ① CH3 CI ② CH3 `CI C CI これらのうち、ベンゼン環に置換基が1つ結合した化合物は ④ である。 (2) ベンゼン環の位に2つの置換基が結合した芳香族化合物なので, 分子式 C9H12 で表される化合物は X-C6H4 -Y と表すことができる。 C9H12 から C6H4 を引くと, XとYの原子数の合計が求められ, C3Hg と なる。したがって, XとYはCH3-とC2H5-となる。 (3) 分子式 C8H10O で表される芳香族化合物のアルコールには,次の 5種類が考えられる。 dc ① CH2-OH② CH2-OH③CH2-OH④ CH2-CH2-OH CH3 -CH3 ③ CH3 C-O-H 0 安息香酸 0 ギ酸フェニル 安息香酸はカルボン酸, ギ酸フェニルはエステルである。 294. フェノールの製法・ 解答 A CH3 -CH クメン ī CH3 SOSH ベンゼン CH3 これらのうち,不斉炭素原子をもつものは, ⑤だけである。 (4) 分子式 C7H6O2 で表され, COO-の構造をもつ化合物には, 次 の2種類が考えられる。 .. H-C-0- CH2=CHCH3 ベンゼンフ酸ナ ④ CH2CI メン D 工程で合成される。 この製法をクメン法という CH3 C-H CH3 NaOH (固) 融解 スルホン酸 【解説】 フェノールは, 工業的にはベンゼンとプロペンから次のような (1) クメン法 ① アルカリ融解 B CH3-C-CH3 アセトン O O2 5 OH ( *は不斉炭素原子) *CH-CH3 ONa ナトリウム フェノキシド CH3 C-0-0-H ナトリウムフェノキシド ベンゼン CH3 フェノール また、ベンゼンスルホン酸ナトリウムのアルカリ融解でも合成できる。 クメンヒドロペルオキシド SO3Na OH .ONa H+ H₂SO4 フェノール クメン法は、アセトン の工業的製法でもある。 OH + CH-C-CH アセトン 217 第1章 有機化合物

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なぜ合成洗剤は加水分解を起こさないのですか? 強酸の塩ということは分かっています。 教えてください🙇‍♀️

の水道水 (ⅲ) セッケンの短所 セッケンは弱酸である脂肪酸の塩であるので次のような短所をもつ。 一部しか反応おころない タンパク質 ① 加水分解によって弱アルカリ性を示すので動物性繊維には使用できない。 RCOO + H2O モルタ 目に入るとしみる RCOOH + OH か ②強酸性水溶液中では使用できない。 弱塩基性 歓水、 ーロッパ アルプスの水 硬度高い 改良!!! RCOO+H → RCOOH (脂肪酸の遊離) 2+ (3) 硬水 (Ca²+ やMg² を多く含む) 中では使用できない。 寒波中性 (60水分解しない) アルコール系合成洗剤 R-OH 2+ 2RCOO¯+ Ca → (RCOO) 2Ca (水に不溶) Mg2+ ・中性(センザイ) (RCOO), Ma (2) 合成洗剤 セッケンの短所を補うために開発された強酸の塩でセッケンと似た構造をも つ。アルキル硫酸ナトリウムやアルキルンゼンスルホン酸ナトリウムなどがある。 [制限すさがある。 この働きを乳化作用という。 R-COOH R-COONa ABS 系合成洗剤 濃H2SO4 エステルイ ドデシル硫酸ナトリウム C12H25OSO3Na C12H25 ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム NaOH ROSOH R-Oso3 Na SR- 濃H250m スルホン化 エステル RSOSH NaOH ABS 〈炭素にないほど、 スルホレイ 52 -SO3Na R-SO2 Na T 預なる明 まわった ・加水分解されない ・弱酸遊離なし ・沈殿つくらない

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3番と4番がこのような答えになる根拠を教えてください、お願いします。

14 次の文章を読み, 問に答えよ。 中和滴定の終点を確認する方法去には, pH メーターによる測定や電気伝導度測定などの電気的な方法, また, 指示薬の呈色変化 を用いる方法がある。ここでは, 中和滴定に用いる指示薬について考える。 中和滴定に用いる指示薬は, 一般に弱酸または弱塩基としてはたらく有機化合物が用いられる。いま, ある弱酸の指示薬を HIn で表すと, 弱酸 HIn は水溶液中で電離し, 化学平衡の状態を生じる。その電離平衡定数をKinとする。 (1)弱酸の指示薬 HIn は次のように電離する。HIn こ H* + In- このときの電離平衡定数K,,を, mol/Lを単位とするそれぞれのモル濃度[H*], [In], [HIn]で表した式を答えなさい。 (2)指示薬のイオン In-および分子 HIn はそれぞれ特有の色をもち,指示薬を加えた溶液の水素イオン濃度を帰ると, 溶液の色 が変化する。指示薬のイオン In-と分子 HIn の濃度において, 一方が他方の約10 倍はなると,溶液は多く存在する方の化 学種の色を示す。このことより, 指示薬の変色域の幅を pHで表すと, およそいくっになるか。整数値で答えよ。 (3)指示薬としてメチルオレンジを考える。HInや In"はどのような色を示すと考えられるか。 (4)弱酸の指示薬 HIn を用いて滴定した。指示薬の全濃度を Cinとすると, Cinは, [HIn]や[In°]を用いて, どのように表すこ とができるか。 (5)0.030 mol/Lのある弱酸の指示薬 HIn(Kj,=2.0×1010 mol/L) 0.10mL を用いて滴定したところ,溶液全量が100.mL となったところで呈色した。このときの pHを小数第一位まで求めなさい。なお,呈色は溶液中の[In']が 5.0×10-6 mol/L となったときに生じるものとする。 生

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問3から問6まで全て解説して頂きたいです。

2 3(配点 23点) 3 問3 空欄 あ い に適する式を記せ。 硫酸を加えて酸性にしたシュウ酸水溶液にニクロム酸カリウム水溶液を加える と、気体が発生する。 この反応をイオン反応式で記せ。 問 5 次の文を読み,問1~問6に答えよ。 酸化還元反応では, 物質の間で電子の授受が起こる。このとき,電子を受け取る物質 過酸化水素 H.Ozは, 酸化剤としても還元剤としてもはたらく。硫酸を加えて酸 性にしたヨウ化カリウム水溶液に過酸化水素水を加えると, 溶液は褐色になる。こ の反応を化学反応式で記せ。(イオン反応式は不可) を酸化剤、電子を失う物質を還元剤という。代表的な酸化剤には,過マンガン酸カリウ ムKMnOやニクロム酸カリウム K:Cr:O;/があり,代表的な還元剤には、シュウ酸 H.C.O,やヨウ化カリウム KIがある。これらが酸化剤または還元剤としてはたらくし 河川や湖沼の水質を表す指標のひとつに COD(化学的酸素要求量)がある。 COD は,試料水1Lあたりに含まれる有機物などの被酸化性物質を酸化分解する きの変化は,次の(i)~ (v)式で表される。 のに要する酸化剤(過マンガン酸カリウムまたは二クロム酸カリウム)の量を酸素の 量(mg]に換算して表したものである。 MnO, + あ - → Mn?+ + い Cra0,?- + 14H* + 6e- 2Cr°* + 7H0 COD について, 次の(1), (2)に答えよ。 H.C,O。 2CO。 + 2H+ + 2e~ *……(価) (1) 酸性の溶液中で酸素が酸化剤としてはたらくときの変化は, 次の(v)式で表さ れる。 21 → + 2e- …iv) O2 + 4H* + 4e~ → 2H,0 1.0 mol のニクロム酸イオンが受け取る電子と等しい量の電子を受け取る酸素 の物質量は何mot か。 四捨五入により有効数字2桁で記せ。 問 1 次の(1),(2)の化合物中の下線を引いた原子の酸化数を記せ。 (2) K.Cr.O (2) ある試料水100mL 中の有機物を酸化分解するのに, 2.50×10-3mol/L の二 問2 次の(ア)~ (カ)の反応のうち, 酸化還元反応でないものを二つ選び, その記号を記 クロム酸カリウム水溶液が3.0mL 必要であった。 この試料水の COD は何 せ。 し (ア) CH, + 202 → C02 + 2H.0 mg/L か。四捨五入により有効数字2桁で記せ。ただし, 原子量はO=16とし, 試料水には有機物以外の被酸化性物質は含まれないものとする。 イ) 2FeCls + SnClz → 2FEC12 + SnCl, 例 Cu + 2H.SO。 CUSO, + 2H.0 + SO2 エ)) NasSOs + H.SO。 → Na,SO。 + H:0 + SO2 ) Cla + 2KBr Brz + 2KC1 Naz C.O, + CaCl。 → CaCO,+ 2NaC1 - 44- - 43 -

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