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(京都)
・酸化銅の炭素による還元
頃
57 酸化銅と炭素を用いて,次の〈実験〉を行った。また,下のノートは〈実験〉についてまとめたものである。
れについて,下の問い (1)~(3) に答えよ。 ただし, 炭素は空気中の酸素と反応しないものとする。
〈実験〉 操作 ① 黒色の酸化銅(CuO)の粉末 3.20g と 黒色の炭素(C) の粉末0.24g をはかりとる。
操作② はかりとった酸化銅の粉末と炭素の粉末をよく混ぜ合わせ, 酸化銅
の粉末と炭素の粉末の混合物をつくり,試験管に入れる。
操作 ③ 右の図のような装置で, 酸化銅の粉末と炭素の粉末の混合物をガス
バーナーで十分に加熱する。 このとき 石灰水の変化を観察する。
試験管内に残った固体の色
図 酸化銅の粉末と炭素の粉末の混合物
ピンチコック
(1)
試験管
ガス
バーナー
操作 ④ 十分に加熱ができたらガラス管を石灰水から引きぬき, ガスバーナー
の火を消す。その後, ピンチコックでゴム管を閉じる。
操作⑤ 試験管が冷めてから,試験管内の固体をとり出して観察し,質量をはかる。
操作⑥ 操作 ① ではかりとる酸化銅の粉末と炭素の粉末の質量をさまざまに変えて、操作 ②~⑤を行う。
ノート 酸化銅の粉末と炭素の粉末の混合物を加熱したときの、石灰水の変化を観察したところ, 白くにごった。 ま
た,酸化銅の粉末と炭素の粉末の質量,これらの混合物を加熱した後に試験管内に残った固体の質量と色について
まとめると、次の表のようになった。 試験管内に残った固体のうち, 赤色の物質をろ紙にとってこすると,金属光沢
が見られた。 これらのことから, 炭素が酸化されて二酸化炭素になり, 酸化銅が還元されて銅になったと考えられ,
試験管内に残った固体の色がすべて赤色であったものは, 酸化銅と炭素がどちらも残らず反応したと考えられる。
(1) 〈実験〉において, 酸化銅の粉末 3.20gと炭素の表
粉末 0.24gの混合物を加熱して発生した二酸化炭
素の質量は何gか求めよ。
酸化銅の粉末の質量〔g〕
炭素の粉末の質量 〔g〕
試験管内に残った固体の質量
(2) 〈実験〉において, 酸化銅の粉末 3.20g と炭素の
粉末 0.36gの混合物を加熱した後に見られた黒色
の物質を物質X,酸化銅の粉末 2.40gと炭素の粉末 0.12gの混合物を加熱した後に見られた黒色の物質を物質Yと
するとき,物質Xと物質Yにあたるものの組み合わせとして最も適当なものを、次のア~エから1つ選べ。
ア X 酸化銅 Y酸化銅 イ X 酸化銅 Y 炭素 ウ X 炭素 Y 酸化銅
(3) ノートから考えて、次のア~オのうち,操作 ② ~ ⑤ を行うと,試験管内に残る固体の質量が1.92gになる酸化銅
エ X 炭素 Y 炭素
の粉末の質量と炭素の粉末の質量の組み合わせを2つ選べ。
ア 酸化銅の粉末 3.00gと炭素の粉末 0.21g イ 酸化銅の粉末 2.40gと炭素の粉末 0.18g
エ酸化銅の粉末 2.10gと炭素の粉末 0.18g
ウ酸化銅の粉末2.32gと炭素の粉末0.15g
オ 酸化銅の粉末2.00g と炭素の粉末0.15g
g (2)
ゴム管
ガラス管
石灰水
3.20 3.20 3.20 3.20 2.40 1.60
0.12 0.18
0.24 0.36 0.12 10.12
|(3)
2.88 2.72 2.56 2.68 2.08 1.28
赤色と黒色のすべて 赤色と黒色の すべて
部分がある 赤色部分がある
|赤色
