【大学受験化学】気体の製法 完全攻略！パスラボ流・暗記に頼らない本質理解でマスター！

「気体の製法、種類が多すぎて覚えられない…」「無機化学ってただの暗記でしょ？」そんな風に感じている受験生や化学学習者の方、必見です！

今回は、数々の受験生を合格へと導いてきた「パスラボ」のせら先生が、気体の製法を驚くほど分かりやすく、そして忘れにくく解説する神授業のポイントを凝縮してお届けします。

この「気体の製法」まとめ講座、ココがスゴイ！

ただの解説動画じゃない！パスラボのせら先生がこだわり抜いた、この講座で得られるメリットとは？

• 見どころ1：本質を突いた解説で暗記量を削減！ ★★★★★
• 見どころ2：知識が繋がる「横断的」な学習法！ ★★★★★
• 見どころ3：豊富な入試分析に基づく実践的テクニック！ ★★★★☆

この記事を読めば、あなたも気体の製法マスターに！PDFプリントと図説を片手に、せら先生の熱い授業の世界へ飛び込みましょう！

授業の肝を凝縮！気体の製法・重要ポイント早わかり

この講座では、水素(H₂)から二酸化炭素(CO₂)まで、大学入試で頻出の11種類の気体の製法を徹底的に解説します。しかし、単に一つ一つの反応を覚えるのではありません。それぞれの反応の「なぜ？」を掘り下げ、イオン化傾向、加熱の条件、触媒の役割、さらには実験器具のポイントまで、多角的に知識を整理していきます。

反応の種類（酸化還元、弱酸遊離など）や、気体の色・匂い・液性・捕集方法・水溶性といった性質も、バラバラに覚えるのではなく、関連付けて体系的にインプット。せら先生独自の「4色7臭」の法則など、記憶に残りやすいテクニックも満載です。この講座を通して、無機化学の学習が「作業」から「思考」へと変わる体験ができるでしょう。

徹底解説！せら先生と巡る「気体の製法」深掘りツアー

ここからは、動画でせら先生が熱く語っていた「気体の製法」の各ポイントを、さらに詳しく、そして「なるほど！」と思える豆知識も交えて解説していきます。これを読めば、あなたも化学が好きになること間違いなし！

１．まずは基本！各気体の製法をマスターしよう

気体の製法は、試薬と反応条件、そして生成する気体の性質をセットで理解することが重要です。ここでは代表的な気体の製法を見ていきましょう。

H2 (水素) の製法

• 代表的な製法：亜鉛(Zn)に希硫酸(H₂SO₄)を加える。

  Zn + H₂SO₄ → ZnSO₄ + H₂

• ポイント：これは亜鉛に限った話ではありません。水素よりもイオン化傾向が大きい金属（例：鉄(Fe)など、「リッチに貸そうかな まああてにすんな ひどすぎる借金」のHより前）が、希酸（塩酸(HCl)でも可）と反応すると水素が発生します。農硫酸との反応性の違いも図説で確認しておくと良いでしょう。

Cl2 (塩素) の製法

• 代表的な製法1：酸化マンガン(IV)(MnO₂)に濃塩酸(HCl)を加えて加熱する。

  MnO₂ + 4HCl → MnCl₂ + Cl₂ + 2H₂O

  注意！この反応ではMnO₂は触媒ではなく酸化剤として働きます。

• 代表的な製法2：さらし粉(CaCl(ClO)・H₂Oなど)に塩酸(HCl)を加える（加熱不要な場合も）。二股試験管を使った実験が有名です。
• 実験のポイント：発生したCl₂を集める際に、不純物として含まれるHClを水で、H₂Oを濃硫酸で除去する操作は頻出です。実験器具の図（逆流防止の安全ピペットなど）も必ず確認しましょう。

HCl (塩化水素) の製法

• 代表的な製法：塩化ナトリウム(NaCl)に濃硫酸(H₂SO₄)を加えて加熱する。

  NaCl + H₂SO₄ → NaHSO₄ + HCl

• ポイント：これは揮発性の酸遊離反応の一種です。不揮発性の酸である濃硫酸が、揮発性の酸である塩化水素をその塩から追い出しています。

HF (フッ化水素) の製法

• 代表的な製法：フッ化カルシウム(CaF₂)（ホタル石とも呼ばれる）に濃硫酸(H₂SO₄)を加えて加熱する。

  CaF₂ + H₂SO₄ → CaSO₄ + 2HF

• ポイント：HClの製法と考え方は同じ、揮発性の酸遊離反応です。「ホタル石」という別名も覚えておきましょう。加熱すると発光するから「ホタル石」だなんて、面白いですね！

O2 (酸素) の製法

• 代表的な製法1 (実験室)：過酸化水素水(H₂O₂)に触媒として酸化マンガン(IV)(MnO₂)を加える（加熱不要）。

  2H₂O₂ → 2H₂O + O₂

• 代表的な製法2 (実験室)：塩素酸カリウム(KClO₃)に触媒として酸化マンガン(IV)(MnO₂)を加えて加熱する（熱分解反応）。

  2KClO₃ → 2KCl + 3O₂

  この反応はマイナーですが、出題されると差がつきます！

N2 (窒素) の製法

• 代表的な製法 (実験室)：亜硝酸アンモニウム(NH₄NO₂)水溶液を加熱する（熱分解反応）。

  NH₄NO₂ → N₂ + 2H₂O

• 工業的な製法：液体空気の分留。沸点の違いを利用します（N₂：-196℃、O₂：-183℃）。模試などで頻出です。

O3 (オゾン) の製法

• 製法：酸素(O₂)中で無声放電を行う。

  3O₂ → 2O₃

• ポイント：オゾンは特有の臭い（ニンニク臭と表現されることも）と淡青色を持つ気体です。これらは後でまとめて覚えましょう。

SO2 (二酸化硫黄) の製法

• 代表的な製法1：銅(Cu)に濃硫酸(H₂SO₄)を加えて加熱する（酸化還元反応）。

  Cu + 2H₂SO₄ → CuSO₄ + SO₂ + 2H₂O

  銅だけでなく銀(Ag)でも同様の反応が起こります。

• 代表的な製法2：亜硫酸ナトリウム(Na₂SO₃)に希硫酸(H₂SO₄)を加える（弱酸の遊離反応）。

  Na₂SO₃ + H₂SO₄ → Na₂SO₄ + H₂O + SO₂

  こちらの方が出ると差がつきやすいので要チェック！

H2S (硫化水素) の製法

• 代表的な製法：硫化鉄(II)(FeS)に希硫酸(H₂SO₄)を加える（弱酸の遊離反応）。

  FeS + H₂SO₄ → FeSO₄ + H₂S

NH3 (アンモニア) の製法

• 代表的な製法 (実験室)：塩化アンモニウム(NH₄Cl)と水酸化カルシウム(Ca(OH)₂)の固体混合物を加熱する（弱塩基の遊離反応）。

  2NH₄Cl + Ca(OH)₂ → CaCl₂ + 2H₂O + 2NH₃

• ポイント：固体同士の反応なので加熱が必要です。生成したアンモニアの検出に使われる白煙反応（NH₃(気) + HCl(気) → NH₄Cl(固)）は、NH₄Clが固体であるために煙のように見える現象です。

CO (一酸化炭素) の製法

• 代表的な製法：ギ酸(HCOOH)に濃硫酸(H₂SO₄)を加えて加熱する（脱水反応）。

  HCOOH → H₂O + CO

  無機化学の気体の製法ですが、有機化合物の反応が関わってくる珍しい例です。

CO2 (二酸化炭素) の製法

• 代表的な製法 (実験室)：炭酸カルシウム(CaCO₃)（石灰石や大理石）に希塩酸(HCl)を加える（弱酸の遊離反応）。

  CaCO₃ + 2HCl → CaCl₂ + H₂O + CO₂

  加熱は不要です。

２．反応の種類を理解すれば、暗記が楽になる！

個々の反応を覚えるだけでなく、それがどんな種類の反応なのかを意識すると、知識が整理されやすくなります。

• 酸化還元反応：単体が発生・消費されたり、酸化剤・還元剤が明確に関与したりする反応。例：Cl₂の製法(MnO₂使用)、SO₂の製法(Cu + 濃H₂SO₄)。
• 弱酸の遊離反応：弱酸の塩に強酸を加えると、弱酸が遊離し、強酸の塩ができる反応。例：CO₂, H₂S, SO₂(亜硫酸塩から)の製法。
• 弱塩基の遊離反応：弱塩基の塩に強塩基を加えると、弱塩基が遊離し、強塩基の塩ができる反応。例：NH₃の製法。
• 揮発性の酸の遊離反応：揮発性の酸の塩に不揮発性の酸（例：濃硫酸）を加えて加熱すると、揮発性の酸が遊離する反応。例：HCl, HFの製法。
• 熱分解反応：物質を加熱することで分解する反応。例：O₂(KClO₃から), N₂(NH₄NO₂から)の製法。
• 脱水反応：分子内または分子間から水分子が取れる反応。例：COの製法(ギ酸から)。

さらし粉と塩酸の反応のように、複数の反応タイプが組み合わさっている場合もあります。

３．色・匂い・液性・捕集・水溶性：セットで効率よく覚えよう！

気体の性質は、バラバラに覚えるのではなく、関連付けて覚えるのがコツです。特に色と匂いは限定的なので、まずそこから攻めましょう！

気体の色：たったの4色を覚えればOK！

せら先生曰く、大学入試化学で覚えるべき気体の色は基本的に4色だけ！

• Cl₂ (塩素)：黄緑色
• NO₂ (二酸化窒素)：赤褐色
• O₃ (オゾン)：淡青色 (「青空の青」とイメージ)
• F₂ (フッ素)：淡黄色 (この表にはないですが、ハロゲンつながりで)

「ポケットモンスターCl₂、No₂、O₃、F₂！キミならどれを選ぶ？」こんな風にゲーム感覚で覚えるのもアリですね！

気体の匂い：7臭 (5刺激臭 + 1特異臭 + 1腐卵臭) を攻略！

匂いもポイントを押さえれば怖くありません。

• 刺激臭 (5種類)：
  • NH₃ (アンモニア)：代表的な塩基性の刺激臭。
  • ハロゲン (Cl₂, F₂など)
  • ハロゲン化水素 (HCl, HFなど)
  • SO₂ (二酸化硫黄)
  • NO₂ (二酸化窒素)

  基本的に酸性または塩基性の気体（CO₂は除く）が刺激臭を持つと覚えておくと便利です。

• 特異臭 (1種類)：
  • O₃ (オゾン)：ニンニクのような臭い、または生臭いと表現されることも。
• 腐卵臭 (1種類)：
  • H₂S (硫化水素)：腐った卵の臭い。これは有名ですね！

液性・捕集方法・水への溶解度：3点セットで理解！

これらの性質は密接に関連しています。

• 液性：
  • 酸性：HCl, HF, SO₂, H₂S, CO₂, Cl₂, NO₂ など。
  • 塩基性：NH₃ のみ（高校化学では）。
  • 中性：H₂, N₂, O₂, CO, NO など。（Oが1つしかついていない酸化物は中性と覚えるのも一つの手）
• 捕集方法：
  • 上方置換：空気より軽く、水に溶けやすい気体（例：NH₃）。「塩基性なら上方置換」と覚えてOK！
  • 下方置換：空気より重く、水に溶けやすい気体（例：HCl, SO₂, Cl₂, CO₂, NO₂）。「酸性なら下方置換」でほぼ対応可能（分子量も考慮）。
  • 水上置換：水に溶けにくい気体（例：H₂, N₂, O₂, CO, NO）。「中性なら水上置換」が基本。
• 水への溶解度：
  • 非常に溶けやすい：NH₃, HCl, HF, SO₂。「すいそアンモニアハロゲン化水素」と覚えるのも良いかも。
  • 少し溶ける：Cl₂, CO₂。
  • 溶けにくい：H₂, N₂, O₂, CO, NO。だから水上置換できるんですね。

４．入試で狙われる！重要ポイント予想

最後に、各気体について、特に入試で問われやすいポイントをせら先生が予想！

• H₂：高温での還元剤としての働き（COも同様）。
• Cl₂：製法の実験、漂白作用（酸化系漂白）。
• HF：ガラスを溶かす性質（SiO₂ + 4HF → SiF₄ + 2H₂O）。そのため保存にはポリエチレン容器を使用。
• O₂：KClO₃の熱分解反応式。
• O₃：ヨウ化カリウム(KI)との反応（ヨウ化カリウムデンプン紙で検出）。半反応式は中性または塩基性条件下で書く練習を！
• SO₂：H₂Sとの反応（SO₂ + 2H₂S → 3S + 2H₂O）は頻出の酸化還元反応。漂白作用（還元系漂白）。
• N₂：(亜硝酸アンモニウムの熱分解)。
• NH₃：白煙反応（固体生成がポイント）。
• NO, NO₂：平衡（2NO₂ ⇔ N₂O₄）に関連した理論問題。
• CO：高温での還元剤、ヘモグロビンとの結合（毒性）。
• CO₂：石灰水(Ca(OH)₂水溶液)を白濁させる（CaCO₃生成）。

化学は「理解」すれば最強の武器になる！

いかがでしたか？せら先生の「気体の製法」講座は、単なる知識の羅列ではなく、「どうすれば効率的に、かつ忘れずに覚えられるか」という受験生の悩みに真正面から向き合った、まさに「学びをエンタメに」を体現する内容でした。

この講座で学んだように、一つ一つの知識を点で覚えるのではなく、関連付け、理由を考え、全体像を掴むことが、無機化学攻略の鍵です。そして何より、学んだことを自分の言葉で説明してみる（アウトプットする）ことが、記憶の定着には不可欠です。図説をフル活用し、時には友達と問題を出し合ったりしながら、楽しく化学をマスターしていきましょう！応援しています！