こんにちは!Hirokiです。 

この記事では、化学変化の”化合”について学習していきます。

まずは、“化合”のイメージを図にしてみました。

中2化学3 イメージ

化合とは、2つ以上の物質がくっついて、全く異なる1つの物質になる化学変化のこと。

くっつくというのがポイントです。

化合の中でも、“酸素とくっつく化合”を“酸化”と言います。

この記事では、鉄と硫黄がくっつく化学反応について学習していきましょう!!









①鉄とは?硫黄とは?

鉄はわかりますよね?

金属の一種で、こんな姿をしています。


Iron electrolytic and 1cm3 cube.jpg

By Alchemist-hp (talk) (www.pse-mendelejew.de) - 投稿者自身による作品, FAL, Link




では、硫黄って知っていますか?
実は、硫黄と一言で言っても、いくつか種類があります。
斜方硫黄、単斜硫黄、ゴム状硫黄など

Sulfur-d05-37a.jpg
By Rob Lavinsky, iRocks.com – CC-BY-SA-3.0, CC 表示-継承 3.0, Link


これは、斜方硫黄といいます。
綺麗な黄色をしていますね。




②【実験】鉄と硫黄の化合

鉄と硫黄の化合は以下の器具を用いて行います。

中2化学3 実験

実験上の注意
①鉄と硫黄の粉末を混ぜたものの上部を加熱する
⇒(理由)鉄と硫黄を完全に反応させるため。

②鉄と硫黄の混合物の上部が赤くなったら、加熱をやめても問題はない
⇒(理由)反応した際に熱が発生するので、加熱をやめてもそのまま反応が進むため。


※加熱後の物質に塩酸を加えて発生する気体は有毒なので、換気をよくして、吸わないようにする。


③【解説】鉄と硫黄が化合すると何になるの?

鉄を硫黄と混合して加熱すると、光と熱を出す激しい化学変化が起こった。いったん化学変化が始まると、加熱をやめてもそのまま化学変化が進んだ。

完全に反応が終わり、試験管が冷めてから、反応後の物質を観察すると、真っ黒な物質ができていた。

反応前は、鉄と硫黄が混ざったものに対して、反応後の物質にはどのような性質があるのか調べてみました。

反応前の物質
磁石を近づける。
⇒反応前の物質には、鉄が入っているため、磁石に引きつけられる

塩酸を加える。
⇒反応前の物質には、鉄が入っているため、鉄と塩酸が反応し、水素が発生した。


反応後の物質
鉄と硫黄の化合でできる物質は“硫化鉄”です。
この“硫化鉄”には、どんな性質があるのでしょうか?鉄と硫黄の混合物との違いはあるのでしょうか?

磁石を近づける。
⇒硫化鉄は磁石に引きつけられない

塩酸を加える。
においのある気体が発生した。
これは、有毒な“硫化水素”という気体である。絶対に吸い込まないように注意する。

これらの結果を表にまとめると、以下にようになります。


反応前 反応後
物質 鉄と硫黄の混合物 硫化鉄
黒色
磁石を近づける くっつく くっつかない
塩酸を加える 水素が発生 硫化水素が発生

以上のことから、鉄と硫黄の混合物を加熱すると、性質の全く異なる物質が生成することがわかった。

この化学反応を化学反応式で表すと以下のようになる。

鉄 + 硫黄 → 硫化鉄
Fe + S → FeS







④【問題と解答】鉄と硫黄の化合解

問題
(1)鉄と硫黄の混合物を加熱すると生成する物質は何か。
(2)(1)で生成した物質の色は。
(3)(1)の化学反応のことを何というか。
(4)(1)の化学反応式を答えよ。
(5)①鉄②(1)で生成した物質に塩酸を加えると、それぞれ何が発生するか。
(6)(6)で発生した気体の化学式を答えよ。
(7)(6)で発生した気体のにおいを答えよ。
(8)①鉄②(1)で生成した物質に磁石を近づけると、それぞれどうなるか。
(9)①鉄②(1)で生成した物質に電流を流すと、それぞれどうなるか。
(10)反応が始まると、ガスバーナーの加熱を止めても反応が進むのはなぜか。
(11)鉄と硫黄の混合物を加熱するときは、混合物の上部、下部のどちらを加熱するか。
(12)(11)はなぜか。



解答
(1)硫化鉄 
(2)黒 
(3)化合 
(4)Fe + S → FeS
(5)①鉄: 水素、 ②硫化鉄: 硫化水素
(6)HS 
(7)刺激臭(卵のくさったようなにおい) 
(8)①鉄: くっつく、 ②硫化鉄: くっつかない
(9)①鉄: 流れる、 ②硫化鉄: 流れない
(10) 反応により発生した熱で、次々と反応が進むから。
(11)上部を加熱する 
(12)下部を加熱すると、熱がこもり反応が全体にすすまないから。 
 
鉄と硫黄の化合 加熱部 解説


⑤【画像】まとめ画像

中2化学3 まとめ