練習問題10問、解けましたか？この記事では全10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、イオン化傾向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：Na ＞ Al ＞ Fe ＞ Cu ＞ Ag
- 問題2：Na・Ca・K
- 問題3：Zn・Al・Fe・Pb
- 問題4：不動態になり、それ以上反応しなくなる
- 問題5：銅が溶け出し、銀が樹状に析出する。溶液が青色に変化する。Cu + 2AgNO₃ → Cu(NO₃)₂ + 2Ag
- 問題6：Fe + CuSO₄ → FeSO₄ + Cu
- 問題7：3Zn + 8HNO₃（希） → 3Zn(NO₃)₂ + 2NO + 4H₂O
- 問題8：③王水
- 問題9：Mg。イオン化傾向が最も大きく、最も酸化されやすいため
- 問題10：イオン反応式：2Al + 3Cu²⁺ → 2Al³⁺ + 3Cu Al片の表面に赤みがかった銅の結晶が析出し、Al片は溶け出す
問題 1
Cu・Al・Na・Fe・Agをイオン化傾向の大きい順に並べよ。
答え
Na ＞ Al ＞ Fe ＞ Cu ＞ Ag
イオン化列の順番から確認します。
イオン化列：Li＞K＞Ca＞Na＞Mg＞Al＞Zn＞Fe＞…＞Cu＞Hg＞Ag＞Pt＞Au
問題 2
Na・Mg・Fe・Ca・Cu・K のうち、常温の水と反応するものをすべて選べ。
答え
Na・Ca・K
常温の水と反応するのはLi・K・Ca・Na（イオン化傾向が特に大きいグループ）です。
| 金属 | 常温の水 | 理由 |
|---|
| Na | 反応する ✅ | 2Na + 2H₂O → 2NaOH + H₂ |
| Ca | 反応する ✅ | Ca + 2H₂O → Ca(OH)₂ + H₂ |
| K | 反応する ✅ | 2K + 2H₂O → 2KOH + H₂ |
| Mg | 熱水のみ | 常温では反応しにくい |
| Fe | 水蒸気のみ | 高温の水蒸気と反応 |
| Cu | 反応しない | H₂より右なので水と反応しない |
問題 3
Zn・Cu・Al・Ag・Fe・Pb のうち、希塩酸と反応してH₂を発生させるものをすべて選べ。
答え
Zn・Al・Fe・Pb
H₂より左の金属（イオン化傾向がH₂より大きい金属）だけが希酸からH₂を発生させます。
| 金属 | H₂との位置関係 | 希塩酸との反応 |
|---|
| Zn | H₂より左 ✅ | Zn + 2HCl → ZnCl₂ + H₂↑ |
| Al | H₂より左 ✅ | 2Al + 6HCl → 2AlCl₃ + 3H₂↑ |
| Fe | H₂より左 ✅ | Fe + 2HCl → FeCl₂ + H₂↑ |
| Pb | H₂より左 ✅ | 反応するが難溶性塩で反応が止まりやすい |
| Cu | H₂より右 ✗ | 反応しない |
| Ag | H₂より右 ✗ | 反応しない |
問題 4
鉄（Fe）を濃硝酸に入れたとき、どのような変化が起こるか説明せよ。
答え
不動態になり、それ以上反応しなくなる
不動態とは
Feの表面に緻密な酸化鉄（Fe₂O₃）の膜が形成され、内部が保護されます。この状態を不動態といいます。
希硝酸との違い
希硝酸：Fe + 4HNO₃（希） → Fe(NO₃)₃ + NO↑ + 2H₂O（溶ける）
濃硝酸：表面に酸化膜が形成 → 不動態になり溶けない
⚠️ 不動態を形成する金属
Fe・Al・Niが代表的です。濃硝酸や濃硫酸で不動態になります。
問題 5
銅板をAgNO₃水溶液に入れたとき、何が起こるか。化学反応式を書いて説明せよ。
答え
Cu + 2AgNO₃ → Cu(NO₃)₂ + 2Ag
銅が溶け出し、銀が樹状（銀樹）に析出する。溶液が青色に変化する。
イオン化傾向の比較
Cu（緑グループ） ＞ Ag（緑グループ）なのでCuのイオン化傾向 ＞ Agのイオン化傾向
反応のしくみ
Cu → Cu²⁺ + 2e⁻（Cuが酸化されて溶け出す）
2Ag⁺ + 2e⁻ → 2Ag（Ag⁺が還元されて析出）
観察される変化
・銅板の表面に白銀色の樹状結晶（銀樹）が成長する
・溶液が無色→青色に変化（Cu²⁺が溶け出すため）
問題 6
鉄板をCuSO₄水溶液に入れたときの化学反応式を書け。
答え
Fe + CuSO₄ → FeSO₄ + Cu
Feのイオン化傾向 ＞ Cuのイオン化傾向 なので、FeがCu²⁺に電子を渡します。
| 変化 | 反応 | 判定 |
|---|
| Fe | Fe → Fe²⁺ + 2e⁻ | 酸化（溶け出す） |
| Cu²⁺ | Cu²⁺ + 2e⁻ → Cu | 還元（析出する＝銅樹） |
鉄の表面に赤みがかった銅の結晶（銅樹）が析出し、溶液の青色が薄くなっていきます。
問題 7
亜鉛と希硝酸（HNO₃）の化学反応式を書け。
答え
3Zn + 8HNO₃（希） → 3Zn(NO₃)₂ + 2NO↑ + 4H₂O
半反応式から作る
酸化剤（希HNO₃）：HNO₃ + 3H⁺ + 3e⁻ → NO + 2H₂O …①
還元剤（Zn）：Zn → Zn²⁺ + 2e⁻ …②
①×2＋②×3 でe⁻を消す → イオン反応式
→ イオンを分子に戻す → 化学反応式完成
⚠️ ZnはH₂より左だが希硝酸とも反応する
ZnはH₂より左なので希塩酸・希硫酸でH₂を発生させますが、希硝酸とはH₂ではなくNOを発生させます。硝酸は酸化性酸なので反応が異なります。
問題 8
Pt（白金）を溶かすことができるものを選べ。①希塩酸 ②濃硝酸 ③王水 ④希硫酸
答え
③ 王水
Ptはイオン化傾向が非常に小さく、ほとんどの酸に溶けません。
| 酸 | Ptへの作用 |
|---|
| ①希塩酸 | 溶けない（非酸化性酸） |
| ②濃硝酸 | 溶けない（Ptには効果なし） |
| ③王水 | 溶ける ✅（濃塩酸：濃硝酸＝3：1の混合物） |
| ④希硫酸 | 溶けない（非酸化性酸） |
💡 王水とは
濃塩酸と濃硝酸を3：1の体積比で混合したものです。Pt・Auなど、ほとんどの酸に溶けない貴金属を溶かすことができます。
問題 9
Mg・Zn・Feを希塩酸に入れたとき、H₂の発生が最も激しいのはどれか。理由も答えよ。
答え
Mg。イオン化傾向が3つの中で最も大きく、最も酸化されやすいため
イオン化傾向が大きいほど電子を放出しやすく、H⁺との反応速度が速くなります。
| 金属 | イオン化傾向 | H₂の発生 | 反応式 |
|---|
| Mg | 最も大きい | 最も激しい ✅ | Mg + 2HCl → MgCl₂ + H₂ |
| Zn | 中程度 | 中程度 | Zn + 2HCl → ZnCl₂ + H₂ |
| Fe | 最も小さい | 最も穏やか | Fe + 2HCl → FeCl₂ + H₂ |
問題 10
CuSO₄水溶液にAl片を入れた。イオン反応式を書け。またAl片はどのように変化するか答えよ。
答え
2Al + 3Cu²⁺ → 2Al³⁺ + 3Cu
Al片の表面に赤みがかった銅の結晶（銅樹）が析出し、Al片は溶け出す
イオン化傾向の比較
Alのイオン化傾向 ＞ Cuのイオン化傾向 → AlがCu²⁺に電子を渡す
半反応式からイオン反応式を作る
Al → Al³⁺ + 3e⁻ …①（e⁻×3）
Cu²⁺ + 2e⁻ → Cu …②（e⁻×2）
①×2＋②×3 でe⁻を6個に合わせる
→ 2Al + 3Cu²⁺ → 2Al³⁺ + 3Cu
観察される変化
・Al片の表面に赤みがかった銅の結晶（銅樹）が析出
・Al片が溶け出すにつれ溶液の青色が薄くなる（Cu²⁺が減るため）
・Al³⁺は無色なので溶液は透明に近づく
📝 イオン化傾向 重要ポイントまとめ
- 語呂合わせ：「リッチに貸そうかな、まぁあてにすんな、ひどすぎる借金」
- 常温の水と反応：Li・K・Ca・Na
- 希酸からH₂発生：H₂より左の金属（Li〜Pb）
- 不動態：Fe・Al・Niが濃硝酸・濃硫酸で形成
- 王水のみで溶ける：Pt・Au
- 金属析出：イオン化傾向が大きい方が溶け、小さい方が析出（金属樹）
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