第三部:化学反応 酸化・還元反応

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  ここでは,最も身近な酸化還元反応として, 【酸素の関わる酸化還元反応例】, 【水素の関わる酸化還元反応例】 に項目を分けて紹介する。

  酸素の関わる酸化還元反応例

 ここでは,酸素酸化・還元が関与する酸化還元反応(無機反応)を紹介する。

 一覧表の「関与物質」の欄は,反応物の中で“酸化される物質・還元される物質”を示し,酸化数の変化が無い物質は省略している。
 「反応式」の欄は,酸化数変化が分かりやすいように,物質の記述順を“酸化される元素を含む物質+還元される元素を含む物質+その他の物質”としたため,一般的に見慣れた順番とは異なる。
 「酸化数の変化」の欄は,酸化される元素を赤字,還元される元素を青字で示した。

反応例
  関与物質    反応式    酸化数の変化 
  アルカリ金属(Li,Na,K)     4Na + O2 → 2Na2O    Na 0 ⇒ +1 
  O 0 ⇒ -2
 
  第二族元素(Mg,Caなど)    2Mg + O2 → 2MgO    Mg 0 ⇒ +2 
  O 0 ⇒ -2
 
  水素・酸素    2H2 + O2 → 2H2O    H 0 ⇒ +1 
  O 0 ⇒ -2
 
  炭素・酸素    C + O2 → CO2    C 0 ⇒ +4 
  O 0 ⇒ -2
 
  一酸化炭素・酸素    2CO + O2 → CO2 + 2H2O    C -2 ⇒ +4 
  O 0 ⇒ -2
 
  メタン・酸素    CH4 + 2O2 → O2 + 2H2O    C -4 ⇒ +4 
  O 0 ⇒ -2
 
  アンモニア・酸素(Pt触媒)    4NH3 + 5O2 → 4NO + 6H2O    N -3 ⇒ +2 
  O 0 ⇒ -2
 
  二酸化窒素・酸素    2NO + O2 → 2NO    N +2 ⇒ +4 
  O 0 ⇒ -2
 
  無水硝酸    2N2O5 → 2N2O4 + O2    O -2 ⇒ 0 
  N +5 ⇒ +4
 
  硝酸(熱分解)    4HNO3 → 4NO2 + O2 + 2H2O    O -2 ⇒ 0 
  N +5 ⇒ +4
 
  硝酸鉛(熱分解)    2Pb(NO3)2 → 4NO2 + O2 + 2PbO     O -2 ⇒ 0 
  N +5 ⇒ +4
 
  硫黄・酸素    S + O2 → SO2    S 0 ⇒ +4 
  O 0 ⇒ -2
 
  亜硫酸・酸素    2SO2 + O2 + 2H2O → 2H2SO4    S +4 ⇒ +6 
  O 0 ⇒ -2
 
  硫化水銀・酸素(加熱)    HgS + O2 → Hg + SO2    S -2 ⇒ +4 
  Hg +2 ⇒ 0 
  O 0 ⇒ -2
 
  硫化水素・酸素(燃焼)    2H2S + 3O2 → 2SO2 + 2H2O    S -2 ⇒ +4 
  O 0 ⇒ -2
 
  硫化水素・酸素(水溶液)    2H2S + O2 → 2S + 2H2O    S -2 ⇒ 0 
  O 0 ⇒ -2
 
  亜硫酸・過酸化水素    SO2 + H2O2 → H2SO4    S +4 ⇒ +6 
  O -1 ⇒ -2
 
  硫化水素・過酸化水素    2HS + H2O2 → 2S + 2H2O    S -2 ⇒ 0 
  O -1 ⇒ -2
 
  銅・過酸化水素    Cu + H2O2 + H2SO4
      → CuSO4 + 2H2O
 
  Cu 0 ⇒ +2 
  O -1 ⇒ -2 
 
  ヨウ化カリウム・過酸化水素    KI + H2O2 + H2SO4
      → I2 + H2O + K2SO4
 
  I -1 ⇒ 0 
  O -1 ⇒ -2
 
  ヨウ化カリウム・オゾン    2KI + O3 + H2SO4
      → I2 + H2O + K2SO4
 
  I -1 ⇒ 0 
  O 0 ⇒ -2
 
  塩素酸カリウム(触媒 MnO2)     2KClO3 → 2KCl + 3O2    O -2 ⇒ 0 
  Cl +5 ⇒ -1
 

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  水素の関わる酸化還元反応例

  ここでは,水素酸化・還元が関与する酸化還元反応(無機反応)を紹介する。

 一覧表の「関与物質」の欄は,反応物の中で“酸化される物質・還元される物質”を示し,酸化数の変化が無い物質は省略している。
 「反応式」の欄は,酸化数変化が分かりやすいように,物質の記述順を“酸化される元素を含む物質+還元される元素を含む物質+その他の物質”としたため,一般的に見慣れた順番とは異なる。
 「酸化数の変化」の欄は,酸化される元素を赤字,還元される元素を青字で示した。

反応例
  関与物質    反応式    酸化数の変化 
  水素・酸素    2H2 + O2 → 2H2O    H 0 ⇒ +1 
  O 0 ⇒ -2
 
  水素・塩素    H2 + Cl2 → 2HCl    H 0 ⇒ +1 
  Cl 0 ⇒ -1
 
  水素・よう素    H2 + I2 → 2HI    H 0 ⇒ +1 
  I 0 ⇒ -1
 
  水素・窒素    3H2 + N2 → 2NH3    H 0 ⇒ +1 
  N 0 ⇒ -3
 
  水素・酸化銅    H2 + CuO → Cu + 2H2O    H 0 ⇒ +1 
  O +2 ⇒ 0
 
  アルカリ金属・水    2Na + 2H2O → 2NaOH + H2    Na 0 ⇒ +1 
  H +1 ⇒ 0
 
  第二族元素・水    Mg + 2H2O → Mg(OH)2 + H2    Mg 0 ⇒ +2 
  H +1 ⇒ 0
 
  メタン・水(高温)    CH4 + H2O → CO + 3H2    C -4 ⇒ +2 
  H +1 ⇒ 0
 
  一酸化炭素・水(高温)     CO + H2O → CO2 + H2    C +2 ⇒ +4 
  H +1 ⇒ 0
 
  アルミニウム・硫酸    2Al + 3H2SO4 → Al2(SO4)3 + 3H2     Al 0 ⇒ +3 
  H +1 ⇒ 0
 
  亜鉛・塩酸    Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2    Zn 0 ⇒ +2 
  H +1 ⇒ 0
 
  亜鉛・硫酸    Zn + H2SO4 → ZnSO4 + H2    Zn 0 ⇒ +2 
  H +1 ⇒ 0
 
  鉄・塩酸    Fe + 2HCl → FeCl2 + H2    Fe 0 ⇒ +2 
  H +1 ⇒ 0
 

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