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【過去問】金属とイオン化傾向とは?腐食との関係を解説|危険物取扱者【甲、乙、丙】

【過去問】金属とイオン化傾向とは?腐食との関係を解説|危険物取扱者【甲、乙、丙】

C出題ランク:出題は少なめだが確実に取りたいCランク

イオン化傾向は、金属が電子を放出して陽イオンになろうとする傾向です。

大きい金属ほど酸化されやすく、水や酸との反応性も高くなります。

水素を基準にすると、希酸から水素を発生させる金属を見分けられます。

この記事では、イオン化列と水・酸・腐食との関係を図解し、過去問で確認します。

強欲な青木

イオン化傾向って、結局なんなんすか?

消防設備士

金属が水溶液中で陽イオンになろうとする傾向の大小のことです。電子を放出して+のイオンになりやすい金属ほど、イオン化傾向が大きいんです。

強欲な青木

じゃあイオン化傾向が大きいと、何が起こるんすか?

消防設備士

酸化されやすく反応性が高いんです。水や酸とよく反応し、腐食(さび)も進みやすい。鉄がさびて金がさびないのは、この傾向の差なんですよ。

このページを見たら危険物取扱者の物理・化学に出てくる「イオン化傾向と金属の反応性」が得点源となるはず!

最新ver.の過去問情報は、青木マーケ(株)noteの危険物取扱者「過去問テスト」で毎年更新しています。

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併せて、ご参照ください。

目次

🔰基礎教養学習

1. イオン化傾向とは

イオン化傾向の意味
図解:イオン化傾向

金属が水溶液中で電子を放出し、陽イオンになろうとする傾向の大小をイオン化傾向という。この大小の順に金属を並べたものをイオン化列(イオン化系列)と呼ぶ。

消防設備士

ポイントは「陽イオンになりやすい順」。電子を手放しやすい金属ほど先頭に並びます。

2. イオン化列と覚え方(教科書標準ゴロ)

イオン化列と水や酸との反応
図解:イオン化列

イオン化傾向の順(大→小)は次のとおり。基準として水素 (H) を Pb と Cu の間に並べる。 K Ca Na Mg Al Zn Fe Ni Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au

覚え方は教科書標準のゴロ 「貸そうかな、まあ当てにすんな、ひどすぎる借金」。 貸(K)そう(Ca)か(Na)な(Mg)、ま(Al)あ(Zn)当(Fe)て(Ni)に(Sn)す(Pb)ん(H)な(Cu)、ひ(Hg)ど(Ag)す(Pt)ぎる(Au)借金、と対応させて覚える。

強欲な青木

「貸そうかな〜」の語呂で、KからAuまで一気に出てくるようにするんすね。

3. イオン化列と性質の対応

3. イオン化列と性質の対応
図解:3. イオン化列と性質の対応
イオン化傾向 大きい(K側) 小さい(Au側)
陽イオンへのなりやすさ なりやすい なりにくい
酸化のされやすさ 酸化されやすい 酸化されにくい
反応性(水・酸) 高い(よく反応) 低い(反応しにくい)
腐食(さび) 腐食しやすい 腐食しにくい
金属の分類 卑金属 貴金属(Au・Pt・Ag)
代表例 K・Ca・Na・Mg Cu・Hg・Ag・Pt・Au

【過去問】金属とイオン化傾向

まずは現在の理解度をチェック。本番レベルを3問用意しました。

問題1

金属のイオン化傾向の説明として、正しいものはどれか。

  1. 金属が水溶液中で陽イオンになろうとする傾向の大小。
  2. 金属が水溶液中で陰イオンになろうとする傾向の大小。
  3. 金属が電子を受け取って安定する度合い。
  4. 金属の比重の大小を並べたもの。
解答と解説を見る
正解1
解説

イオン化傾向は『金属が水溶液中で電子を放出して陽イオンになろうとする傾向の大小』。金属は陰イオンにはならない。

間違えやすいポイント

「陰イオンになる傾向」と取り違える誤答が定番。金属は電子を放出して陽イオンになる。

問題2

イオン化傾向の順(大→小)として、正しいものはどれか。

  1. K > Na > Ca > Mg
  2. Ca > K > Mg > Na
  3. K > Ca > Na > Mg
  4. Na > Mg > K > Ca
解答と解説を見る
正解3
解説

イオン化列の先頭は K > Ca > Na > Mg > Al…の順。ゴロ「貸そうかな(K Ca Na Mg)、まあ(Al)…」で覚える。

間違えやすいポイント

K と Ca、Na と Mg の前後を入れ替える誤答が多い。ゴロの語順で固定する。

問題3

イオン化傾向が大きい金属の性質として、正しいものはどれか。

  1. 酸化されにくく、水や酸と反応しない。
  2. 酸化されやすく反応性が高く、腐食しやすい。
  3. 電子を受け取りやすく安定している。
  4. イオンにならず単体のまま存在する。
解答と解説を見る
正解2
解説

イオン化傾向が大きいほど電子を放出しやすく、酸化されやすい=反応性が高い。水や酸とよく反応し腐食しやすい。

間違えやすいポイント

「大きい=安定」と逆に覚える誤り。大きいほど反応性が高く不安定。

✅理解度チェックテスト(3問)

チェック1(4択)

次の金属のうち、イオン化傾向が最も大きいものはどれか。

  1. Cu(銅)
  2. K(カリウム)
  3. Fe(鉄)
  4. Ag(銀)
答えを見る
正解2
ポイント

イオン化列の先頭は K(カリウム)。Fe>Cu>Ag の順でイオン化傾向は小さくなる。

チェック2(○✕)

次の記述は正しいか誤りか、○✕で答えてください。

「イオン化傾向が大きい金属ほど酸化されやすく、腐食しやすい。」

答えを見る
正解○(正しい)
解説

正しい。イオン化傾向が大きいほど電子を放出しやすく酸化されやすいため、腐食(さび)も進みやすい。

チェック3(穴埋め)

次の文の【 】に入る最も適切な語句を選んでください。

イオン化傾向が小さく酸化されにくい Au・Pt・Ag などを【 】という。

  1. 卑金属
  2. 貴金属
  3. 合金
  4. アルカリ金属
答えを見る
正解2
解説

イオン化傾向が小さく酸化されにくい金属を『貴金属』という。逆に反応しやすい金属は卑金属。

🪏深掘り解説

① なぜイオン化傾向が大きいと反応性が高いのか

イオン化傾向が大きい金属は電子を放出して陽イオンになりやすい。この「電子を手放す」反応こそが酸化であり、水や酸と容易に反応する。だからイオン化傾向が大きい金属ほど反応性が高く、腐食も進みやすい。

② 水素 (H) を基準に並べる意味

イオン化列では水素 (H) を Pb と Cu の間に置く。水素より大きい金属(K〜Pb)は酸と反応して水素を発生するが、水素より小さい金属(Cu〜Au)は通常の酸とは反応しにくい。酸との反応性を判断する基準として重要。

③ 鉄のさびと金属の腐食

  • イオン化傾向が大きい金属ほど空気中・水中で酸化され、腐食(さび)が進む
  • 鉄(Fe)は比較的イオン化傾向が大きく、酸化鉄(赤さび)を生じやすい
  • 金(Au)はイオン化傾向が最も小さいため酸化されず、光沢を保つ貴金属

🥊過去問演習(10問)

実際の試験レベル10問に挑戦しましょう。解説付きで知識を固めます。

危険物乙4 2-11:金属とイオン化傾向とは? 過去問演習10問

危険物取扱者試験 乙種第4類「金属とイオン化傾向とは?」の過去問演習10問です。

1 / 10

金属のイオン化傾向について、次のうち誤っているものはどれか。

2 / 10

酸の性状について、次のうち誤っているものはどれか。

3 / 10

電池に関するA~Dの記述のうち、正しいものの組み合わせはどれか。
A. 電池は、化学エネルギーを電気エネルギーに変換する装置である。
B. ボルタ電池では、イオン化傾向の小さい銅が負極になる。
C. 鉛蓄電池は、充電することで繰り返し使用できる二次電池である。
D. 一次電池は、充電して繰り返し使用することができる。

4 / 10

ボルタ電池に関する説明として、誤っているものはどれか。

5 / 10

一次電池であるマンガン乾電池の正極で起こる反応はどれか。

6 / 10

金属のイオン化傾向の説明として、正しいものはどれか。

7 / 10

イオン化傾向が大きい金属の性質として、正しいものはどれか。

8 / 10

次の金属のうち、イオン化傾向が最も大きいものはどれか。

9 / 10

卑金属・貴金属の区別について、正しいものはどれか。

10 / 10

イオン化傾向の順序で、水素(H)が並べられる位置として正しいものはどれか。

あなたのスコアは

平均スコアは 100%

🎙️現場のリアル

タンクや配管が錆びるのは、金属が酸化しているからです。イオン化傾向が大きい金属ほど錆びやすい。だから地下タンクには防食措置を取るし、異種金属を接触させると片方だけ一気に腐食します。定期点検で肉厚を測るのは、これが進むからです。

金属とイオン化傾向とは?
図解:金属とイオン化傾向とは?

まとめ

  • ✓

    イオン化傾向は金属が電子を失って陽イオンになろうとする傾向

  • ✓

    傾向が大きいほど酸化されやすく、反応性も高い

  • ✓

    水素より左の金属は一般に希酸と反応して水素を発生する

  • ✓

    金属の腐食は電子を失う酸化反応である

強欲な青木

左ほど電子を手放して陽イオンになりやすい。水素より左なら希酸から水素を出すっすね!

消防設備士

正解です。水・酸との反応範囲もイオン化列と一緒に覚えましょう。

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この記事を書いた人

高専から大学院まで9年間にわたり化学を専攻。
消防整備士として10年の実務経験を積み、独立・起業。

消防設備士全類、危険物取扱者全類をはじめ、第二種電気工事士、AI・DD総合種、第三種電気主任技術者など、多数の国家資格を保有。

神戸高等技術専門学院にて危険物取扱者 乙種第4類およびDO第3種の講師を担当。
また、月刊誌「電気と工事(オーム社)」にてコラムを連載中。

実務・教育・執筆の三軸から、専門性と実践力を兼ね備えた情報発信を行っている。

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