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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

A 回答 (2件)

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。
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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
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