令和6年度 I-4-2

解説

この問題で問われていること

5つの化合物のうち、2価の多原子イオン(複数の原子から構成され2価の電荷を持つイオン)を含むものを選ぶ問題。

解き方

① 「2価」かつ「多原子(2種類以上の原子)」のイオンを探す。SO₄²⁻は2価の多原子イオン
② ①S²⁻は単原子、②OH⁻・④NO₃⁻は1価、⑤PO₄³⁻は3価。③硫酸アンモニウムはSO₄²⁻を含む
③ ③

正解が正しい理由

硫酸アンモニウム(NH4)2SO4は、1価の多原子イオンであるアンモニウムイオンNH4⁺と、2価の多原子イオンである硫酸イオンSO4²⁻から構成される。硫酸イオンSO4²⁻はS原子とO原子から構成される多原子イオンであり、価数は2価であるため、「2価の多原子イオン」を含む化合物として③が該当する。

各選択肢について

• ① 硫化銀Ag2Sに含まれる硫化物イオンS²⁻は2価であるが、硫黄原子1個だけからなる単原子イオンであり、多原子イオンではないため該当しない。
• ② 水酸化ナトリウムNaOHに含まれる水酸化物イオンOH⁻は多原子イオンであるが、価数は1価であり2価ではないため該当しない。
• ③ 硫酸アンモニウム(NH4)2SO4に含まれる硫酸イオンSO4²⁻は、複数の原子(S, O)から構成され価数が2価の多原子イオンであり、この条件に一致するため、これが正答。
• ④ 硝酸鉛(II)Pb(NO3)2に含まれる硝酸イオンNO3⁻は多原子イオンだが1価であり、鉛イオンPb²⁺は2価だが単原子イオンであるため、いずれも「2価の多原子イオン」には該当しない。
• ⑤ リン酸カルシウムCa3(PO4)2に含まれるリン酸イオンPO4³⁻は多原子イオンだが価数は3価であり、カルシウムイオンCa²⁺は2価だが単原子イオンであるため、いずれも「2価の多原子イオン」には該当しない。

覚えるべきポイント

多原子イオンは複数の原子が共有結合で結びついて全体として電荷を帯びたイオンであり、代表例として水酸化物イオンOH⁻(1価)、硝酸イオンNO3⁻(1価)、硫酸イオンSO4²⁻(2価)、リン酸イオンPO4³⁻(3価)、アンモニウムイオンNH4⁺(1価)がある。それぞれの価数を区別して覚えておく。