酸化と還元・化学変化と熱 ── 問題
基礎
- 酸化銅 1 g を炭素で完全に還元すると、銅は何 g できますか。酸化銅と銅の質量の比を 5 : 4 とする。
- 酸化銅と炭素の粉末を混ぜて加熱したとき、酸化銅に起こった変化はどれですか。 （ア 還元されて二酸化炭素になった イ 酸化されて銅になった ウ 酸化されて二酸化炭素になった エ 還元されて銅になった）
- 酸化銅と炭素の実験で、火を消したあとピンチコックでゴム管を閉じる理由はどれですか。 （ア できた銅が空気で再び酸化されるのを防ぐため イ 発生した二酸化炭素を外に出すため ウ 石灰水が加熱した試験管に逆流するのを防ぐため エ 試験管を早く冷やして取り出すため）
- スチールウールを燃やしたあとの物質の性質として正しいものはどれですか。 （ア 質量が増え、電気を通さなくなる イ 質量が減り、電気を通さなくなる ウ 質量は変わらない エ 質量が増え、電気をよく通す）
- ろうそくが燃えたときにできる物質の組み合わせはどれですか。 （ア 二酸化炭素と水 イ 二酸化炭素と酸素 ウ 水素と酸素 エ 炭素と水）
- 「燃焼」の説明として正しいものはどれですか。 （ア 物質が液体から気体になる変化 イ 光や熱を出しながら激しく進む酸化 ウ ゆっくり進む酸化 エ 酸素を失う変化）
標準
- 酸化銅 4.0 g と炭素 0.3 g がちょうど反応すると、銅 3.2 g と二酸化炭素ができる。酸化銅 1.2 g を炭素で完全に還元するとき、ちょうど反応する炭素は何 g ですか。
- 酸化銅 4.0 g と炭素 0.3 g がちょうど反応し、銅 3.2 g と二酸化炭素 1.1 g ができる。酸化銅 2.4 g と炭素 0.78 g を混ぜて加熱し、完全に反応させた。加熱後に残る固体は全部で何 g ですか。
- スチールウール（鉄）3.1 g を十分に燃焼させると、質量が 3.5 g になった。結びついた酸素は何 g ですか。
- 次の反応のうち、発熱反応はどれですか。 （ア クエン酸と炭酸水素ナトリウムに水を加える イ 氷がとけて水になる ウ 塩化アンモニウムと水酸化バリウムを混ぜる エ 鉄粉と活性炭に食塩水を加える（化学かいろ））
- 化学かいろが温かくなるしくみはどれですか。 （ア 鉄が還元されるときに熱が出る イ 鉄が酸化するときに熱が出る ウ 活性炭が燃えるときに熱が出る エ 食塩が水に溶けるときに熱が出る）
- 酸化銅と水素を反応させたときにできる物質の組み合わせはどれですか。 （ア 銅と酸素 イ 酸化銅と水 ウ 銅と水 エ 銅と二酸化炭素）
- 酸化銅 4.0 g と炭素 0.3 g がちょうど反応し、銅 3.2 g と二酸化炭素 1.1 g ができる。酸化銅 4.0 g に炭素 0.03 g を混ぜて加熱し、炭素がすべて反応した。加熱後に試験管に残る固体（銅と、反応しなかった酸化銅）は全部で何 g ですか。
- 酸化銅と炭素の粉末を混ぜて加熱すると、出てきた気体で石灰水が白くにごり、試験管には赤い物質が残った。この反応で炭素に起こった変化はどれですか。 （ア 銅と結びついて赤い物質になった イ 酸化されて二酸化炭素になった ウ 還元されて二酸化炭素になった エ 変化せずに試験管に残った）
- 鉄粉と活性炭に食塩水を加えたものを 2 つ用意し、A は空気中、B は酸素をふくまない窒素の中に置いて、温度の変化を測った。温度が上がったのは A だけだった。この結果から分かることはどれですか。 （ア 温度が上がるには酸素が必要である イ 温度が上がるには窒素が必要である ウ 食塩水が蒸発すると温度が上がる エ 活性炭が燃えて熱が出ている）
- ビーカーに水酸化バリウムと塩化アンモニウムを入れてかき混ぜると、温度が 22℃ から 8℃ に下がり、刺激臭がした。この反応について正しいものはどれですか。 （ア 熱を吸収する反応で、アンモニアが発生した イ 周りに熱を出す反応で、塩化水素が発生した ウ 周りから熱を吸収する反応で、塩素が発生した エ 周りに熱を出す反応で、アンモニアが発生した）
発展
- 製鉄で鉄鉱石（酸化鉄）から鉄をとり出すときに使う、酸素をとり除くための物質はどれですか。 （ア コークス（炭素） イ 石灰石 ウ 水 エ 酸素）
- 酸化銅を炭素で還元すると、二酸化炭素が 0.66 g 発生した。二酸化炭素にふくまれる炭素と酸素の質量の比は 3 : 8、酸化銅にふくまれる銅と酸素の質量の比は 4 : 1 とする。還元された酸化銅は何 g ですか。
- 火のついたマグネシウムリボンを二酸化炭素の入った集気びんに入れると燃え続け、あとに白い物質と黒い粒が残った。この結果から考えられることはどれですか。 （ア マグネシウムが二酸化炭素と混ざって黒くなった イ マグネシウムは炭素より酸素と結びつきやすい ウ 炭素はマグネシウムより酸素と結びつきやすい エ 二酸化炭素は物を燃やすはたらきが強い気体である）
酸化と還元・化学変化と熱 ── 解答
基礎
- 0.8 銅 = 酸化銅 × 4/5 = 1 × 4 ÷ 5 = 0.8 g。
- エ 還元されて銅になった 2CuO + C → 2Cu + CO₂。酸化銅は酸素を失って（還元）銅に、炭素は酸素と結びついて（酸化）二酸化炭素に。
- ア できた銅が空気で再び酸化されるのを防ぐため 熱い銅に空気（酸素）が触れると酸化銅に戻ってしまう。逆流防止は「火を消す前にガラス管を抜く」。
- ア 質量が増え、電気を通さなくなる 酸素と結びついて酸化鉄になる → 質量が増える。金属ではなくなるので電気を通さず、塩酸で水素も出ない。
- ア 二酸化炭素と水 有機物（炭素と水素を含む）の燃焼。C → CO₂、H → H₂O。
- イ 光や熱を出しながら激しく進む酸化 燃焼は酸化の一種。銅の酸化やさびはおだやかな酸化で燃焼とはいわない。
標準
- 0.09 酸化銅 : 炭素 = 4.0 : 0.3 = 40 : 3。1.2 × 3 ÷ 40 = 0.09 g。
- 2.52 酸化銅 2.4 g とちょうど反応する炭素は 2.4 × 3/40 = 0.18 g。炭素が 0.6 g 余る。できる銅は 2.4 × 4/5 = 1.92 g。固体 = 1.92 + 0.6 = 2.52 g。
- 0.4 燃焼で増えた質量が結びついた酸素の質量。3.5 − 3.1 = 0.4 g。
- エ 鉄粉と活性炭に食塩水を加える（化学かいろ） 発熱：鉄の酸化（化学かいろ）・燃焼・中和・酸化カルシウム+水。吸熱：クエン酸+炭酸水素ナトリウム、塩化アンモニウム+水酸化バリウム。氷がとけるのは状態変化で化学変化ではない。
- イ 鉄が酸化するときに熱が出る 鉄粉の酸化は発熱反応。活性炭と食塩水は反応を速める役割。袋を開けて空気に触れると始まる。
- ウ 銅と水 CuO + H₂ → Cu + H₂O。水素が酸素をとって水になる（水素は酸化、酸化銅は還元）。
- 3.92 質量保存より、残る固体 = 酸化銅 + 炭素 − 出ていった二酸化炭素。二酸化炭素は 0.03 × 11/3 = 0.11 g なので、4.0 + 0.03 − 0.11 = 3.92 g。
- イ 酸化されて二酸化炭素になった 炭素は酸化銅から酸素をうばって二酸化炭素になった（酸化）。同時に酸化銅は酸素を失って銅になった（還元）。酸化と還元は同時に起こる。
- ア 温度が上がるには酸素が必要である 条件のちがいは酸素の有無だけ。酸素のある A だけ温度が上がったので、鉄が酸素と結びつく（酸化する）ときに熱が出ていると分かる。
- ア 熱を吸収する反応で、アンモニアが発生した 温度が下がった＝周りから熱をうばう吸熱反応。刺激臭の気体はアンモニア。冷却パックも吸熱を利用している。
発展
- ア コークス（炭素） 炭素は酸素と結びつきやすく、酸化鉄を還元して鉄にする。酸化銅の実験と同じしくみ。
- 2.4 二酸化炭素 0.66 g の中の酸素は 0.66 × 8/11 = 0.48 g。この酸素はもともと酸化銅にふくまれていたもの。酸化銅 = 銅 + 酸素 = 0.48 × 4 + 0.48 = 2.4 g。
- イ マグネシウムは炭素より酸素と結びつきやすい マグネシウムが二酸化炭素から酸素をうばって酸化マグネシウム（白）になり、二酸化炭素は還元されて炭素（黒）が残った。酸素をうばえるのは、より酸素と結びつきやすいから。
受験のしらべ ／ https://juken-shirabe.com/koko/science/s2-06/test/ ／ 問題は毎回の表示で数が変わります。印刷したものはその一例です。
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