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【前回の記事】代表的な酸化剤・還元剤一覧と反応例・練習問題
まだ練習問題を解いていない方はこちらから先に挑戦してみましょう！
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前回の練習問題15問、解けましたか？この記事では全15問の解答と解説を丁寧に説明します。間違えた問題は解説をしっかり読んで、考え方を身につけましょう！半反応式の作り方・全体のイオン反応式の組み立て方を完全マスターしましょう💪
📋 解答一覧（まず答え合わせ）
- 問題1：①酸化剤 ②還元剤 ③酸化剤 ④還元剤 ⑤酸化剤・還元剤どちらにもなる
- 問題2：酸化剤
- 問題3：8、5、4
- 問題4：14、6、2、7
- 問題5：2、2
- 問題6：HNO₃ + 3H⁺ + 3e⁻ → NO + 2H₂O
- 問題7：HNO₃ + H⁺ + e⁻ → NO₂ + H₂O
- 問題8：Fe²⁺ → Fe³⁺ + e⁻
- 問題9：SO₂ + 2H₂O → SO₄²⁻ + 4H⁺ + 2e⁻
- 問題10：H₂O₂ + 2H⁺ + 2e⁻ → 2H₂O
- 問題11：3Cu + 8H⁺ + 2NO₃⁻ → 3Cu²⁺ + 2NO + 4H₂O
- 問題12：2MnO₄⁻ + 5H₂O₂ + 6H⁺ → 2Mn²⁺ + 5O₂ + 8H₂O
- 問題13：Cr₂O₇²⁻ + 6Fe²⁺ + 14H⁺ → 2Cr³⁺ + 6Fe³⁺ + 7H₂O
- 問題14：酸化された物質＝H₂S、還元された物質＝Cl₂、酸化剤＝Cl₂、還元剤＝H₂S
- 問題15：①酸化剤 ②還元剤
【基礎】酸化剤・還元剤の判定
問題 1
次の物質は酸化剤・還元剤のどちらとしてはたらくか答えよ。
① MnO₄⁻（酸性条件） ② (COOH)₂ ③ Cl₂ ④ H₂S ⑤ H₂O₂
答え
① 酸化剤
② 還元剤
③ 酸化剤
④ 還元剤
⑤ 酸化剤・還元剤どちらにもなる
各物質の特徴を確認しましょう。
| 物質 | 役割 | 理由 |
|---|
| ① MnO₄⁻ |
酸化剤 |
Mnの酸化数+7→+2と減少。電子を受け取る |
| ② (COOH)₂ |
還元剤 |
Cの酸化数+3→+4と増加。電子を渡す |
| ③ Cl₂ |
酸化剤 |
Clの酸化数0→−1と減少。電子を受け取る |
| ④ H₂S |
還元剤 |
Sの酸化数−2→0と増加。電子を渡す |
| ⑤ H₂O₂ |
どちらにもなる |
相手によって酸化剤にも還元剤にもなる特殊な物質 |
問題 2
Cl₂ + 2KI → 2KCl + I₂ において、下線のCl₂は酸化剤・還元剤どちらか。
答え
酸化剤
酸化数の変化を確認します。
| 原子 | 反応前 | 反応後 | 変化 | 判定 |
|---|
| Cl（Cl₂中） |
0 |
−1（KCl中） |
−1 減少 |
酸化剤 |
| I（KI中） |
−1 |
0（I₂単体） |
+1 増加 |
還元剤 |
Clの酸化数が減少しているので、Cl₂は電子を受け取る酸化剤としてはたらいています。
問題 3
MnO₄⁻ + （ ）H⁺ + （ ）e⁻ → Mn²⁺ + （ ）H₂O の（ ）を埋めよ。
答え
左から順に 8、5、4
STEP 1：e⁻の数を決める
Mnの酸化数：+7 → +2（5減少）→ e⁻は5個
STEP 2：O原子を合わせる
左辺にO×4 → 右辺にH₂O×4を加える
STEP 3：H原子を合わせる
右辺にH×8 → 左辺にH⁺×8を加える
$$\text{MnO}_4^- + 8\text{H}^+ + 5e^- \rightarrow \text{Mn}^{2+} + 4\text{H}_2\text{O}$$
問題 4
Cr₂O₇²⁻ + （ ）H⁺ + （ ）e⁻ → （ ）Cr³⁺ + （ ）H₂O の（ ）を埋めよ。
答え
左から順に 14、6、2、7
STEP 1：e⁻の数を決める
Crの酸化数：+6 → +3（3減少）× Cr×2個 ＝ e⁻は6個
STEP 2：Cr原子を合わせる
左辺にCr×2 → 右辺にCr³⁺×2
STEP 3：O原子を合わせる
左辺にO×7 → 右辺にH₂O×7
STEP 4：H原子を合わせる
右辺にH×14 → 左辺にH⁺×14
$$\text{Cr}_2\text{O}_7^{2-} + 14\text{H}^+ + 6e^- \rightarrow 2\text{Cr}^{3+} + 7\text{H}_2\text{O}$$
問題 5
H₂O₂ → O₂ + （ ）H⁺ + （ ）e⁻ の（ ）を埋めよ。
答え
左から順に 2、2
STEP 1：e⁻の数を決める
Oの酸化数：−1（H₂O₂中）→ 0（O₂単体）（1増加）× O×2個 ＝ e⁻は2個（右辺へ）
STEP 2：O・H原子を確認
O：左辺2個、右辺2個 → 一致✅
H：左辺2個、右辺0個 → 右辺にH⁺×2を加える
$$\text{H}_2\text{O}_2 \rightarrow \text{O}_2 + 2\text{H}^+ + 2e^-$$
【標準】半反応式を作る
問題 6
希硝酸（HNO₃）が酸化剤としてはたらき、NOに変化するときの半反応式を書け。
答え
HNO₃ + 3H⁺ + 3e⁻ → NO + 2H₂O
STEP 2：e⁻の数を決める
Nの酸化数：+5（HNO₃中）→ +2（NO中）（3減少）→ e⁻は3個（左辺へ）
STEP 3：O原子を合わせる
左辺O：3個 右辺O：1個 → 右辺にH₂O×2を加える
STEP 4：H原子を合わせる
右辺H：4個 左辺H：1個 → 左辺にH⁺×3を加える
$$\text{HNO}_3 + 3\text{H}^+ + 3e^- \rightarrow \text{NO} + 2\text{H}_2\text{O}$$
⚠️ 確認
左辺の電荷：0＋3＋(−3)＝0 右辺の電荷：0 ✅
N：左1個、右1個 ✅ O：左3個、右3個(1+2) ✅ H：左4個(1+3)、右4個(2×2) ✅
問題 7
濃硝酸（HNO₃）が酸化剤としてはたらき、NO₂に変化するときの半反応式を書け。
答え
HNO₃ + H⁺ + e⁻ → NO₂ + H₂O
STEP 1：反応前後を書く
HNO₃ → NO₂
STEP 2：e⁻の数を決める
Nの酸化数：+5（HNO₃中）→ +4（NO₂中）（1減少）→ e⁻は1個（左辺へ）
STEP 3：O原子を合わせる
左辺O：3個 右辺O：2個 → 右辺にH₂O×1を加える
STEP 4：H原子を合わせる
右辺H：2個 左辺H：1個 → 左辺にH⁺×1を加える
$$\text{HNO}_3 + \text{H}^+ + e^- \rightarrow \text{NO}_2 + \text{H}_2\text{O}$$
💡 希硝酸・濃硝酸の違いをおさえよう
希硝酸：HNO₃ + 3H⁺ + 3e⁻ → NO + 2H₂O（e⁻を3個受け取る）
濃硝酸：HNO₃ + H⁺ + e⁻ → NO₂ + H₂O（e⁻を1個受け取る）
変化する物質が違うので、覚えておきましょう！
問題 8
Fe²⁺が還元剤としてはたらくときの半反応式を書け。
答え
Fe²⁺ → Fe³⁺ + e⁻
STEP 1：反応前後を書く
Fe²⁺ → Fe³⁺
STEP 2：e⁻の数を決める
Feの酸化数：+2 → +3（1増加）→ e⁻は1個（右辺へ）
STEP 3：O・H原子を確認
O・Hともに両辺に存在しないので追加不要。
電荷確認：左辺+2、右辺+3+(−1)=+2 ✅
$$\text{Fe}^{2+} \rightarrow \text{Fe}^{3+} + e^-$$
問題 9
SO₂が還元剤としてはたらき、SO₄²⁻に変化するときの半反応式を書け。
答え
SO₂ + 2H₂O → SO₄²⁻ + 4H⁺ + 2e⁻
STEP 1：反応前後を書く
SO₂ → SO₄²⁻
STEP 2：e⁻の数を決める
Sの酸化数：+4（SO₂中）→ +6（SO₄²⁻中）（2増加）→ e⁻は2個（右辺へ）
STEP 3：O原子を合わせる
左辺O：2個 右辺O：4個 → 左辺にH₂O×2を加える
STEP 4：H原子を合わせる
左辺H：4個 右辺H：0個 → 右辺にH⁺×4を加える
$$\text{SO}_2 + 2\text{H}_2\text{O} \rightarrow \text{SO}_4^{2-} + 4\text{H}^+ + 2e^-$$
問題 10
H₂O₂が酸化剤としてはたらくときの半反応式を書け。
答え
H₂O₂ + 2H⁺ + 2e⁻ → 2H₂O
STEP 1：反応前後を書く
H₂O₂ → H₂O（酸化剤なのでH₂Oになる）
STEP 2：e⁻の数を決める
Oの酸化数：−1（H₂O₂中）→ −2（H₂O中）（1減少）× O×2個 ＝ e⁻は2個（左辺へ）
STEP 3：O原子を合わせる
左辺O：2個 右辺O：1個 → 右辺をH₂O×2にする
STEP 4：H原子を合わせる
右辺H：4個 左辺H：2個 → 左辺にH⁺×2を加える
$$\text{H}_2\text{O}_2 + 2\text{H}^+ + 2e^- \rightarrow 2\text{H}_2\text{O}$$
【発展】全体のイオン反応式を作る
📋 全体のイオン反応式の作り方（復習）
- 酸化剤・還元剤それぞれの半反応式を書く
- 両辺のe⁻の数が等しくなるように係数をかける
- 2つの半反応式を足してe⁻を消す
- 両辺を整理して完成
問題 11
希硝酸と銅の反応のイオン反応式を作れ。（ヒント：Cu → Cu²⁺ + 2e⁻）
答え
3Cu + 8H⁺ + 2NO₃⁻ → 3Cu²⁺ + 2NO + 4H₂O
酸化剤（希硝酸）の半反応式
HNO₃ + 3H⁺ + 3e⁻ → NO + 2H₂O … ①
還元剤（Cu）の半反応式
Cu → Cu²⁺ + 2e⁻ … ②
e⁻の数を合わせる
①のe⁻は3個、②のe⁻は2個 → ①×2＋②×3 で e⁻を6個に合わせる
足し合わせてe⁻を消す
2HNO₃ + 6H⁺ + 6e⁻ + 3Cu → 2NO + 4H₂O + 3Cu²⁺ + 6e⁻
→ e⁻を消すと：2HNO₃ + 6H⁺ + 3Cu → 2NO + 4H₂O + 3Cu²⁺
→ HNO₃をNO₃⁻とH⁺に分けて整理：3Cu + 8H⁺ + 2NO₃⁻ → 3Cu²⁺ + 2NO + 4H₂O
問題 12
過マンガン酸カリウム（酸性条件）と過酸化水素（還元剤）の反応のイオン反応式を作れ。
答え
2MnO₄⁻ + 5H₂O₂ + 6H⁺ → 2Mn²⁺ + 5O₂ + 8H₂O
酸化剤（MnO₄⁻）の半反応式
MnO₄⁻ + 8H⁺ + 5e⁻ → Mn²⁺ + 4H₂O … ①
還元剤（H₂O₂）の半反応式
H₂O₂ → O₂ + 2H⁺ + 2e⁻ … ②
e⁻の数を合わせる
①のe⁻は5個、②のe⁻は2個 → ①×2＋②×5 で e⁻を10個に合わせる
足し合わせてe⁻を消す・整理
2MnO₄⁻ + 16H⁺ + 5H₂O₂ → 2Mn²⁺ + 8H₂O + 5O₂ + 10H⁺
→ H⁺を整理（16H⁺−10H⁺＝6H⁺）：2MnO₄⁻ + 5H₂O₂ + 6H⁺ → 2Mn²⁺ + 5O₂ + 8H₂O
問題 13
二クロム酸カリウムとFe²⁺の反応のイオン反応式を作れ。
答え
Cr₂O₇²⁻ + 6Fe²⁺ + 14H⁺ → 2Cr³⁺ + 6Fe³⁺ + 7H₂O
酸化剤（Cr₂O₇²⁻）の半反応式
Cr₂O₇²⁻ + 14H⁺ + 6e⁻ → 2Cr³⁺ + 7H₂O … ①
還元剤（Fe²⁺）の半反応式
Fe²⁺ → Fe³⁺ + e⁻ … ②
e⁻の数を合わせる
①のe⁻は6個、②のe⁻は1個 → ①×1＋②×6 で e⁻を6個に合わせる
足し合わせてe⁻を消す
Cr₂O₇²⁻ + 6Fe²⁺ + 14H⁺ → 2Cr³⁺ + 6Fe³⁺ + 7H₂O
問題 14
Cl₂ + H₂S → 2HCl + S において、酸化された物質・還元された物質・酸化剤・還元剤を答えよ。
答え
酸化された物質：H₂S 還元された物質：Cl₂
酸化剤：Cl₂ 還元剤：H₂S
| 原子 | 反応前 | 反応後 | 変化 | 判定 |
|---|
| Cl（Cl₂中） |
0 |
−1（HCl中） |
−1 減少 |
→ Cl₂が酸化剤 |
| S（H₂S中） |
−2 |
0（S単体） |
+2 増加 |
→ H₂Sが還元剤 |
💡 「酸化された物質」と「還元剤」の関係
酸化された物質 ＝ 還元剤（自身が酸化されることで相手を還元する）
還元された物質 ＝ 酸化剤（自身が還元されることで相手を酸化する）
問題 15
① H₂O₂ + 2KI + H₂SO₄ → I₂ + K₂SO₄ + 2H₂O
② 2H₂O₂ + MnSO₄ → MnO₂ + H₂SO₄ + H₂O（MnSO₄が還元剤）
H₂O₂はそれぞれ酸化剤・還元剤のどちらか。
答え
① 酸化剤 ② 還元剤
①の確認：H₂O₂のOの酸化数変化
H₂O₂中のO：−1 → H₂O中のO：−2（1減少）
→ Oが還元された → H₂O₂は酸化剤
（KIのIは−1→0と酸化されたので、KIが還元剤）
②の確認：H₂O₂のOの酸化数変化
H₂O₂中のO：−1 → O₂中のO：0（1増加）
→ Oが酸化された → H₂O₂は還元剤
（MnSO₄のMnは+2→+4と酸化されたので、MnSO₄が還元剤と一致）
⚠️ H₂O₂の判定ポイント
H₂O₂のOの酸化数（−1）が減少→H₂O（−2）なら酸化剤
H₂O₂のOの酸化数（−1）が増加→O₂（0）なら還元剤
📝 この記事のまとめ
- 酸化剤はe⁻を受け取る（半反応式でe⁻は左辺）
- 還元剤はe⁻を渡す（半反応式でe⁻は右辺）
- 半反応式はSTEP①e⁻ → ②H₂O → ③H⁺の順で作る
- 全体の反応式はe⁻の数を合わせて足し算で作る
- H₂O₂・SO₂は酸化剤にも還元剤にもなるので要注意
📖 次の記事：酸化還元反応シリーズ⑦
引き続き酸化還元反応を一緒に学んでいきましょう！
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