丸暗記からの脱出！【第３回 無機化学 アルミニウムの錯イオン化】
こんにちは、化学マスターです。
化学の勉強していると、化学反応式の丸暗記に苦労する場面がありませんか？
ここでは、受験生の皆さんが暗記に少し苦労するのではないかと思われる反応式について、効率の良い覚え方を紹介していきたいと思います。
今回は、アルミニウムの錯イオン化の反応についてです。
かなり受験化学の中でも有数の複雑な式で、苦労していませんか？
この反応式も、第１・２回同様、多段階で進む反応としてとらえると、かなり効率よく書けるようになります。ぜひ参考にしてみてください！
それではいってみましょう！
＜アルミニウムの単体＞
アルミニウムの錯イオン化は、『アルミニウムに過剰の水酸化ナトリウム水溶液』で反応式は次の通りです。
Al + 2NaOH + 6H2O → 2Na[Al(OH)4] + 3H2
複雑で何が何だか分かりませんね。
それでは多段階に分解してみましょう！
この反応は分解すると、
『①水酸化物の形成
→②錯イオン形成』
の順に進みます！
では、①水酸化物の形成から見ていきましょう
。
金属の単体が水に溶けて水酸化物になる反応。これはイオン化傾向の高い金属で起こり、反応式は次の通りです。
（冷水）2K + 2H2O → 2KOH + H2
（冷水）Ca + 2H2O → Ca(OH)2 + H2
（冷水）2Na + 2H2O → 2NaOH + H2
（熱水）Mg + 2H2O → Mg(OH)2 + H2
ただし、実際にはアルミニウムは、高温水蒸気としか反応しません。
（しかも、生成物は酸化物です）
ここでは、反応式を導出するために、水酸化ナトリウムのような強塩基中では、上記の金属と同様の反応がおこり、水酸化物ができて、水素が発生すると考えてください。
すると反応式は、次のようになります。
2Al + 6H2O → 2Al(OH)3 + 3H2・・・①
※実際にアルミニウムは水と反応することはないので、共通テストなどの正誤問題では 注意してください。
次に、②錯イオン形成についてです。
①の反応によって生じたAl(OH)3は白色ゲル状の沈殿物であり、これが溶ける行程が②となります。
反応式は次の通りです。
Al(OH)3 + NaOH → Na[Al(OH)4]・・・②
アルミニウムは、テトラ型の錯イオンとなり溶解することは、最低限の知識として押さえておきましょう。
これら①・②の反応式を足し合わせてみましょう。
中間生成物である水酸化アルミニウムを削除する必要があるため、②の式を2倍して足すと、青い文字が消去されます。
2Al + 6H2O → 2Al(OH)3 + 3H2・・①
2Al(OH)3 + 2NaOH → 2Na[Al(OH)4]・・②×2
2Al +6H2O + 2NaOH → 2Na[Al(OH)4] + 3H2
これで『アルミニウムに過剰の水酸化ナトリウム水溶液』完成です！
アルミニウムの単体での反応式を書けるようになると、それを利用して酸化アルミニウムの式も書けるようになります。
↓↓↓
＜酸化アルミニウム＞
操作は同じです！！
では実際に見ていきましょう。
①水酸化物の形成です。
Al2O3 + 3H2O → 2Al(OH)3・・・①
次に②錯イオン形成です。
Al(OH)3 + NaOH → Na[Al(OH)4]・・・②
これら①・②の反応式を足し合わせてみましょう。
中間生成物である水酸化アルミニウムを削除する必要があるため、②の式を2倍して足すと、青い文字が消去されます。
Al2O3 + 3H2O → 2Al(OH)3・・・①
2Al(OH)3 + 2NaOH → 2Na[Al(OH)4]・・・②×2
Al2O3 +3H2O + 2NaOH → 2Na[Al(OH)4]
これで『酸化アルミニウムに過剰の水酸化ナトリウム水溶液』完成です！
※共通テストの正誤対策としては、酸化物からの場合は、水素の発生がないことも押さえておきましょう！
それでは、ここで他の元素でも試してみましょう！！
＜問題＞
（考えた後、下で答えを確認しましょう！）
↓
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（１）
Zn + 2H2O → Zn(OH)2 + H2・・①
Zn(OH)2 + 2NaOH → Na2[Zn(OH)4]・・②
Zn(OH)2 + 2H2O + 2NaOH → Na2[Zn(OH)4] + H2
（２）
ZnO + H2O → Zn(OH)2・・①
Zn(OH)2 + 2NaOH → Na2[Zn(OH)4]・・②
Zn(OH)2 + H2O + 2NaOH → Na2[Zn(OH)4]
導出できましたか？
錯イオン形成反応は、非常に複雑な反応式で、覚えるのに苦労すると思いますが、
『①水酸化物の形成
→②錯イオン形成』
の行程で導出してくると考えれば少し負担が軽減できます。
入試問題で出題されるのは、アルミニウムと亜鉛がほとんどですので、まずこの二つの元素の錯イオン化をマスターしておきましょう！
今回の内容は以上です！
最後まで読んで頂き、ありがとうございました。
この記事を通して、みなさんの受験化学の『丸暗記からの脱出！』が少しでも進めば嬉しいです。
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