丸で囲っているところで完全に反応しきった、といえるみたいなのですが、完全に反応しきった後に固体の質量(表の1番下)が増えるのはなぜですか…

丸で囲っているところで完全に反応しきった、といえるみたいなのですが、完全に反

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ブドウくん

6年以上前

どういう操作を行っているか、問題文に書いていませんか？

あんころもち 6年以上前

こんな問題です。下から3行目からの「反応前後の試験管内にある固体の質量差はすべて発生した二酸化炭素の質量であるとする」というのが、表の「反応後の試験管内にある固体の質量」ということでしょうか…？文中の「反応前後」「質量差」という言葉にひっかかってしまって…

ブドウくん 6年以上前

他の方が解答してくれているので、もう解決したかもしれませんが、一応説明します。

この実験において起こる反応は
2CuO+C→2Cu+CO2という反応です。
しかし、実際には綺麗にCuだけが試験管に残るわけではありません。というのは、CuOとCがキレイにすべて反応してなくなってCuのみになるとき(完全に反応するとき)の質量比というのは決まっていて、CにたいしてCuOが多すぎると一部CuOは余るし、CuOにたいしてCが多すぎても一部Cは余るからです。

問題文に書いている反応前後の質量というのは、
反応前:CuO+Cの質量
反応後:Cu+完全に反応できない場合余ったCuOやCの質量
のことですね。
反応前後では質量保存の法則から質量は同じになるものの、実際には気体となると空気中に出ていくので質量はその分減ります。つまり、問題文で言っているのは「質量減少分はCO2によるものだけで、その他の要因(風でCu粉末が飛んでいってしまったなど)は考えませんよ」という当たり前のことです。

こういう問題では、発生したCO2という欄を下に作っておくといいと思います。実際に表を作ると写真のような表になります。
最初の方はCuO6.00gに対してCが少なく、CuOがたくさんあるけどCが少ないために実際に反応できるCuOは少なく、結果としてCO2の発生量も少なくなっています。Cを増やすにつれて、単純に反応できるCuOの量が増えてCO2の量も増えます。0.40と0.60の間の0.485g(計算すると)のときにちょうどCuOとCが完全に反応します。このあといくらCを増やしたところでCuOは6.00gしかなく、反応できるCuOの量は変わらないのでCO2の量は変わらず、Cだけが無駄に増やされていっている状態です。だから、反応後の試験管の質量も加えたC0.2gがそのまま残って0.2gずつ増えています。

ブドウくん 6年以上前

補足
最初に
「CuOとCがキレイにすべて反応してなくなってCuのみになるとき(完全に反応するとき)の質量比というのは決まっていて」
と書きましたが、この質量比というのは中学では実験結果からしか求められません。高校で習う原子量という値を使えば、CuO:C=159:12にしたときにちょうど完全に反応するので、これをもとに計算すると6.0:x=159:12よりx=0.452となるのでおおよそさっきの結果と一致します。