【定期テスト対策問題】銅の酸化の計算問題

【定期テスト対策問題】銅の酸化の計算問題です。

【対策問題】銅の酸化の計算パターン

［問題］下の図のように、銅粉をステンレス皿の上にのせ、うすく広げるようにかき混ぜながら加熱する実験を行った。グラフはこのときの加熱回数と、ステンレス皿の銅粉の質量の変化を示したものである。次の各問いに答えよ。

（1）銅粉を加熱するとき、うすく広げるようにかき混ぜながら加熱する理由を答えよ。

（2）銅粉を加熱すると、銅粉の色は何色から何色に変化するか。

（3）グラフから銅粉を何回加熱したとき、銅粉がすべて反応したか。

（4）このとき起こった化学変化を、化学反応式で書け。

（5）この実験から、0.4gの銅粉を完全に反応させると、何gの酸化銅ができるとわかるか。

（6）この実験から、0.4gの銅粉を完全に反応させると、何gの酸素が化合するとわかるか。

（7）銅と酸素は、質量比で何対何で反応するとわかるか。最も簡単な整数比で書け。

（8）1.6gの銅を完全に反応させると、何gの酸素が化合するか。

（9）2.0gの銅を完全に反応させると、何gの酸化銅ができるか。

（10）酸化銅を4.0g得るには、何gの銅粉を加熱すればよいか。

（11）この実験で、加熱回数が1回のとき、未反応の銅の質量は何gか。

（12）銅粉4.0gを加熱するところを、誤って銅粉の一部をこぼしてしまったため、加熱後の酸化銅の質量は加熱を繰り返しても4.5gにしかならなかった。こぼした銅粉の質量を求めなさい。

【解答・解説】銅の酸化の計算パターン

（1）空気中の酸素と完全に反応させるため。
銅粉と酸素が完全に反応するように、うすく広げながらかき混ぜて加熱します。

銅の酸化のポイント！

（2）赤褐色（赤色）から黒色
銅の色は赤褐色（赤色）で、酸化銅の色は黒色です。

（3）3回
加熱回数が3回のとき、加熱後の質量が増加していないことからわかります。

（4）2Cu+O₂→2CuO
銅を空気中で加熱すると、銅が酸化され酸化銅ができます。

（5）0.5g
グラフから0.4gの銅を加熱すると、0.5gの酸化銅ができるとわかります。

（6）0.1g
0.4gの銅粉が0.5gになったことから、0.5－0.4＝0.1gの酸素が化合したとわかります。

（7）4：1
実験からわかる銅と酸素の質量比は、0.4：0.1＝4：1となります。

（8）0.4g
銅と酸素の質量比は4：１なので、4：1＝1.6：x これを解くとｘ＝0.4となります。

（9）2.5g
銅と酸化銅の質量比は4：5なので、4：5＝2.0：x これを解くとｘ＝2.5となります。

（10）3.2g
銅と酸化銅の質量比は4：5なので、4：5＝x：4 これを解くとｘ＝3.2gとなります。

（11）0.2g
1回加熱後のステンレス皿の上の物質の質量は0.45gなので、化合した酸素は0.45ｰ0.4＝0.05g。銅と酸素は4：1で反応するので、4：1＝x：0.05 これを解くとｘ＝0.2 となり反応した銅が0.2gだとわかります。なので、未反応の銅は0.4ｰ0.2＝0.2gであるとわかります。

（12）0.4g
加熱後の物質の質量は酸化銅の質量なので、反応した銅の質量は、4：5＝ｘ：4.5これを解くとｘ＝3.6。加熱した銅の質量が3.6gだったことがわかります。なので、こぼした銅の質量は、4.0ｰ3.6＝0.4gであるとわかります。