鉄と硫黄の反応（化合）の解説とよく出る問題【化学変化】

ひろまる先生

この記事では，化学変化の「鉄と硫黄の反応」について学習して行きます．

これまでの教科書には「化合」という用語がありました．が，新しい指導要領から「化合」という言葉がなくなっています．

2つ以上の物質がくっつくというイメージです．

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変化について学習していきましょう．

鉄とは？硫黄とは？
【実験】鉄と硫黄の化合
鉄と硫黄の反応(化合)前と反応後での性質の違いは？
【問題と解答】鉄と硫黄の反応(化合)に関するよく出る問題
【まとめ画像】鉄と硫黄の反応
硫化水素による事故

鉄とは？硫黄とは？

Alchemist-hp (talk) (www.pse-mendelejew.de) (FAL or GFDL 1.2 http://www.gnu.org/licenses/old-licenses/fdl-1.2.html), via Wikimedia Commons

鉄はわかりますよね？

金属なので，光沢があり，電気を流します．たたくとうすく延びたりします．

Rob Lavinsky, iRocks.com – CC-BY-SA-3.0, CC BY-SA 3.0 https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0, via Wikimedia Commons

硫黄って知っていますか？

実は，硫黄とひとことで言っても，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．これらは高校の化学で学習します．

ちなみに，上の写真の硫黄は，斜方硫黄といいます．

綺麗な黄色をしていますね．

鉄

金属
光沢がある
電気を流す
磁石にくっつく

硫黄

黄色

【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。

実験上の注意

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．
- 下部を加熱すると，下に熱がこもり，完全に反応しなくなる．
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ない．
- 【理由】反応したときに熱が発生し，その熱で反応が進むため．
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．
- 発生する気体は硫化水素(H₂S)であり，非常に有毒です．
- 毎年，この実験関連でニュースになり，最悪の場合命を落とすことがある．

鉄と硫黄の反応(化合)前と反応後での性質の違いは？

鉄と硫黄を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，試験管が覚めてから，反応後の物質を観察すると，黒色の物質ができていた．

実験結果：反応前後の性質の違い

鉄と硫黄の反応前後での性質の違いをまとめました．

	反応前	反応後
物質の名称	鉄と硫黄の混合物	硫化鉄
色	鉄硫黄：黄色	黒色
磁石を近づける	くっつく (鉄はくっつく，硫黄はくっつかない)	くっつかない
塩酸を加える	水素(H₂)が発生（鉄と塩酸が反応して水素が発生)	硫化水素(H₂S)が発生
発生した気体のにおい	無臭	刺激臭 (有毒)

上の表にまとめたように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できることがわかった．

この化学反応式は次のように表すことができる．

鉄と硫黄の反応(化合)の化学反応式

鉄＋硫黄 → 硫化鉄
Fe + S → FeS

【問題と解答】鉄と硫黄の反応(化合)に関するよく出る問題

問題

試験管に鉄と硫黄の混合物を入れて加熱した．以下の問に答えよ．

鉄と硫黄の混合物を加熱するとできる物質は何か．
１の加熱後にできた物質の色を答えよ．
鉄に塩酸を加えると，どのような気体が発生するか．物質名と化学式を答えよ．
１の加熱後にできた物質に塩酸を加えると，どのような気体が発生するか．物質名と化学式を答えよ．
１の加熱後にできた物質に磁石を近づけると，どうなるか．
１の加熱後にできた物質に電気を流すと，どうなるか．
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．
反応が始まると，ガスバーナーの加熱をやめても反応が進むのはなぜか．
この化学変化の化学反応式を答えよ．

解答

硫化鉄
黒色
水素，H2
硫化水素，H2S
くっつかない
通さない
上部
反応したときに熱が発生し，その熱で反応が進むため．
Fe + S → FeS

【まとめ画像】鉄と硫黄の反応

硫化水素による事故

2021年に起こった硫化水素に関連する事故です．

実験中は換気をしており，適切に作業していたにも関わらず，このような事故が発生しています．

思わぬ事故を防ぐためにも，十分に気をつけて実験をするよう心がけてください．

17日午後、佐賀県大町町の小中一貫校「大町ひじり学園」で理科の実験中に生徒が体調不良を訴え、保健室で校医の診察を受けました。大町町教育委員会によりますと鉄と硫黄の化合物に塩酸を入れ、発生した硫化水素の臭いをかいでいたところ、中学2年生にあたる8年生の生徒13人が頭痛や具合が悪いといった体調不良を訴えたということです。1人が医療機関に救急搬送されましたが、この生徒も含め全員、症状がおさまり帰宅していて、学校は保護者へ連絡しました。
https://www.sagatv.co.jp/news/archives/2021061706265, 2021/06/17 (木) 19:45

１０日午後０時２０分ごろ、松山市の市立北中学校から「理科の実験後、体調不良者がいる」と消防に通報があった。市教育委員会などによると、２年生の生徒２１人が病院に搬送されたが、いずれも意識があり軽症という。生徒らは午前中にあった理科の授業で硫化鉄を使った実験をしており、発生した硫化水素を吸い込んだとみられる。消防が１３人を搬送し、８人は学校が手配したタクシーで病院に運ばれた。
https://www.jiji.com/jc/article?k=2021051000911&g=soc, 2021年05月10日18時17分