問6 Kさんは, 酸化物から酸素をとり除く化学変化について調べるために,次のような実験を
行った。 また,このような化学変化が利用されている例として, 製鉄所での製鉄について調
べた。これらについて, あとの各問いに答えなさい。 ただし, 〔実験〕 において, 酸化銅と炭
素粉末との反応以外は起こらないものとする。
〔実験〕 図1のような装置を用いて, 酸化銅 1.0g と炭素粉末 0.30gの混合物を試験管Aに入れて加熱
したところ, 反応が起こり, 気体が発生して試験管B内の石灰水が白く濁った。 反応が完全に
終わったところで加熱をやめ, 試験管Aをよく冷ましてから試験管A内にある固体の質量を測
定し,質量保存の法則を用いて, 発生した気体の質量を求めた。
次に, 炭素粉末の質量は0.30gのまま変えずに, 試験管Aに入れる酸化銅の質量を2.0g,
3.0g,4.0g, 5.0g, 6.0g と変えて同様の操作を行い, 発生した気体の質量を求めた。 図2は,
これらの結果をまとめたものである。
酸化銅と炭素粉末
の混合物
試験管 A
図 1
1.20
ゴム管
1.00
0.80
試験管 B
モル
0.60
･ガラス管
0.40
石灰水 〔g〕 0.20
発生した気体の質量g
[製鉄所での製鉄について調べたこと]
私たちの生活に使われている鉄は, 製鉄所で鉄鉱石 (酸
化鉄)から酸素をとり除くことによって製造されている。
図3のように, 高炉に鉄鉱石と, 石炭を蒸し焼きにして
できるコークス (炭素) などを入れ, 熱風を吹き入れて
1500℃以上に加熱すると, 酸化鉄がコークスから生じる一
酸化炭素と反応して, 鉄と二酸化炭素ができる。
-9-
0
0
熟風
不純物
1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0
酸化銅の質量 〔g〕
図2
鉄鉱石, コークスなど
図3
高炉
できた鉄
< 熱風
