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小テスト ／ s2-06

酸化と還元・化学変化と熱

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酸化と還元・化学変化と熱 ── 問題

基礎

  1. 酸化銅 2.5 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。
  2. 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 還元されて銅になった　イ 酸化されて銅になった　ウ 還元されて二酸化炭素になった　エ 酸化されて二酸化炭素になった）
  3. 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 空気が入って、できた銅が再び酸化されるのを防ぐため　イ 石灰水が逆流するのを防ぐため　ウ 二酸化炭素を外に出すため　エ 試験管を早く冷やすため）
  4. 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 質量が増え、電気をよく通す　エ 質量は変わらない）
  5. 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）
  6. 「燃焼」の説明として正しいものはどれですか。　（ア 光や熱を出しながら激しく進む酸化　イ 酸素を失う変化　ウ 物質が液体から気体になる変化　エ ゆっくり進む酸化）

標準

  1. 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。
  2. 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 0.8 g と炭素 0.36 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。
  3. スチールウール（鉄）3 g を十分に燃焼させると、質量が 3.9 g になった。結びついた酸素は何 g ですか。
  4. 次の反応のうち、吸熱反応はどれですか。　（ア マグネシウムを燃やす　イ 鉄粉と活性炭に食塩水を加える（化学かいろ）　ウ クエン酸と炭酸水素ナトリウムに水を加える　エ うすい塩酸と水酸化ナトリウム水溶液を混ぜる）
  5. 化学かいろが温かくなるしくみはどれですか。　（ア 鉄が酸素と結びつく（酸化する）ときに熱が出る　イ 食塩が水に溶けるときに熱が出る　ウ 活性炭が燃えて熱が出る　エ 鉄が還元されて熱が出る）
  6. 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 銅と水　イ 銅と二酸化炭素　ウ 酸化銅と水　エ 銅と酸素）

発展

  1. 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）

酸化と還元・化学変化と熱 ── 解答

基礎

  1. 2　銅 = 酸化銅 × 4/5 = 2.5 × 4 ÷ 5 = 2 g。
  2. ア　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。
  3. ア　空気が入って、できた銅が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」。
  4. 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。
  5. 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。
  6. ア　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

  1. 0.09　酸化銅 : 炭素 = 4.0 : 0.3 = 40 : 3。1.2 × 3 ÷ 40 = 0.09 g。
  2. 0.94　酸化銅 0.8 g とちょうど反応する炭素は 0.8 × 3/40 = 0.06 g。炭素が 0.3 g 余る。できる銅は 0.8 × 4/5 = 0.64 g。固体 = 0.64 + 0.3 = 0.94 g。
  3. 0.9　燃焼で増えた質量が結びついた酸素の質量。3.9 − 3 = 0.9 g。
  4. ウ　クエン酸と炭酸水素ナトリウムに水を加える　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。
  5. ア　鉄が酸素と結びつく（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。
  6. ア　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）。

発展

  1. 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。

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