平成29年度 I-4-1

解説

この問題で問われていること

水酸化ナトリウム水溶液の添加で沈殿を生じ、過剰に加えると溶解する金属イオンを選ぶ問題。

解き方

① 水酸化ナトリウムを過剰に加えると溶ける(両性水酸化物)金属: Al・Zn・Sn・Pb(「ああすんなり」で覚える)
② 選択肢でこのグループに入るのはAl³⁺だけ
③ ④

正解が正しい理由

Al³⁺に水酸化ナトリウム水溶液を加えると、白色ゲル状の水酸化アルミニウムAl(OH)₃の沈殿を生じる。Al(OH)₃は両性水酸化物であり、過剰の水酸化ナトリウム水溶液に溶けて、テトラヒドロキソアルミン酸イオン[Al(OH)₄]⁻となる。したがって、沈殿が生じた後、さらに加えると溶解する金属イオンは、Al³⁺の④が最も適切である。

各選択肢について

• ① Ag⁺は、水酸化ナトリウムにより褐色の酸化銀Ag₂Oの沈殿を生じるが、過剰の水酸化ナトリウムには溶けない(アンモニア水には溶ける)。
• ② Fe³⁺は、赤褐色の水酸化鉄(Ⅲ)の沈殿を生じるが、過剰の水酸化ナトリウムには溶けない。
• ③ Mg²⁺は、白色の水酸化マグネシウムの沈殿を生じるが、過剰の水酸化ナトリウムには溶けない。
• ④ Al³⁺は、白色のAl(OH)₃の沈殿を生じ、過剰の水酸化ナトリウムに溶けて[Al(OH)₄]⁻となる(両性水酸化物)。これが正答。
• ⑤ Cu²⁺は、青白色の水酸化銅(Ⅱ)の沈殿を生じるが、過剰の水酸化ナトリウムには溶けない(アンモニア水には溶けて深青色になる)。

覚えるべきポイント

過剰の水酸化ナトリウム水溶液に溶ける両性水酸化物を作る代表的な金属は、Al、Zn、Sn、Pbである。Ag⁺、Cu²⁺はアンモニア水の過剰で錯イオンとして溶けるが、水酸化ナトリウムの過剰では溶けない。