化学の質問です。 CuO+H2→Cu+H2O という、酸化銅を水素により還元する反応で(その式を作る

Question

化学の質問です。
CuO+H2→Cu+H2O 
という、酸化銅を水素により還元する反応で(その式を作る過程で)なぜO2-加えるのか分かりません。教えてください。
過程は
H2→2H+ +2e-
Cu2+ +2e-→Cu

をまとめて
Cu2+ +H2→Cu+2H+

ここで両辺にO2-を加えると(←ここからが分かりません)
Cu2+ +O2-+H2→Cu+2H+ +O
より
CuO+H2→Cu+H2O

aaadfe · Accepted Answer

課題をしっかりと捉えましょう。あなたはご自身で「酸化銅を水素により還元する反応」とおっしゃってます。「酸化銅CuOと水素H2との化学変化」を化学反応式で表そうとしているのです。ということは、化学反応式は次のような形になるということが、なんとなく分かるはずです。

① CuO + H2 → ＿＿＿＿＿＿

酸化銅CuOは 銅イオンCu2+ と 酸化物イオンO2- から成り立っている物質です。ですから、次のように考えることが可能です。

②「CuO」を「Cu2+ ＋ O2-」に分ける

③「Cu2+ ＋ O2-」 をくっつけて「 CuO 」にする

あくまでも、頭の中や紙の上で考えることができるだけですが。水H2Oも同じように考えることが可能です。

④「H2O」を「2H+ ＋ O2-」に分ける

⑤「2H+ ＋ O2-」 をくっつけて「 H2O 」にする

水H2Oは分子です。イオンからできていると考えるのはだいぶ不正確ですが、この際細かいことは気にしないでおきましょう。

さて、質問者さんがどこまで理解できているか分からないものの

⑥ Cu2+ ＋ H2 → Cu ＋ 2H+

まではたどり着いているとしましょう。これを①のような形に持って行きたいわけです。左辺に注目すると、「Cu2+ を CuOに書き換えられれば良い」ということが分かるはずです。そこで、数学の方程式のように、両辺にO2-を加えてやります。

⑦ Cu2+ ＋ H2 ＋ O2- → Cu ＋ 2H+ ＋O2-

で、⑦の左辺には③を、右辺には⑤を適用してやると、目的の化学反応式にたどり着くわけです。

konjii · Answer

H2→2H⁺ +2e-　この反応はありえません。この反応が起きているのは温度数万度の太陽だけです。
ＣｕＯは実際の構造は、・・・－Ｃｕ－Ｏ－Ｃｕ－Ｏ－・・・・・・で
ここへ、水素が付加します。　　　　　　ｎＨーＨ
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　↓
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　ｎＣｕＨ－ＯＨ　脱水して
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　↓
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　ｎＣｕ＋ｎＨ₂Ｏ

化学の質問です。 CuO+H2→Cu+H2O という、酸化銅を水素により還元する反応で(その式を作る

課題をしっかりと捉えましょう。

H2→2H⁺ +2e- この反応はありえません。

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