中学理科の問題について（化学変化）

中学校の理科のテストでこんな問題がありました。

次の(1)～(5)の順で実験を行い、ａ～ｄの質量をそれぞれ電子てんびんではかり、表をまとめた。

※表には質量（ｇ）が書いてあり、ａが19.32ｇ　ｂが20.56ｇ　ｃが20.87ｇ　ｄが20.76ｇとなっていた。

(1)　一度熱してから冷ましたステンレス皿を1枚用意し、皿の（ａ質量）をはかった。

(2)　銅の粉末を(1)の皿にうすく広げてのせ、皿全体の（ｂ質量）をはかった。

(3)　図2（ガスバーナーでステンレス皿の銅の粉末を加熱している絵）のように、(2)で銅の粉末をのせたステンレス皿を、ガスバーナーで強く加熱すると、銅の粉末の色が黒色に変わった。次に、この粉末をかき混ぜた後で加熱することを繰り返し、途中で何度か皿全体の質量をはかった。その結果、すべての銅が酸化銅に変化したと判断されたので、最後にはかった皿全体の（ｃ質量）を記録した。

(4)　図3（びんの中に水素ボンベを使って水素を入れている絵）のように、逆さにしたびんに水素ボンベを使って水素を満たした。次に、びんにキャップして空気が混ざらないようにした。

(5)　(3)のステンレス皿を、酸化銅をのせたままガスバーナーで再度加熱し、熱いままの皿を素焼きの台の上に移した。次に、(4)のびんを逆さにしたままキャップをはずし、図4（水素を満たしたびんの中に素焼きの台があり、素焼きの台の上にステンレス皿が置いている絵）のように、皿にびんをかぶせると、酸化銅が赤色になり、びんの内側に水滴がついた。皿が冷めるまでびんをかぶせておき、その後で皿全体の（ｄ質量）をはかった。

問題は、
実験の(5)で質量をはかったとき、ステンレス皿上にある単体の銅は何ｇか、表をもとに求めなさい。ただし、びんの内側についた水滴は、銅の質量に比例しないものとします。

私はｂ－ａで銅の質量は1.24ｇと考え、　ｃ－ａで酸化銅が1.55ｇと考えました。　1.55ｇ－1.24ｇで化合された酸素は0.31ｇと考えました。　
そうすると、ｄでは還元されたので、銅の質量は1.24ｇにならないといけないはずなんですが、ｄ－ａをしても、1.44ｇ残っていることから、ｄは全部酸化銅を還元できず、酸化銅と銅が混ざった状態だと考えました。単体の銅を求めなければならないので、還元で出ていった酸素が、0.11ｇで、
銀と酸素は４：１で化合することから、ｘ：0.11＝４：１　ｘ＝0.44と考え、単体の銅は0.44gとしました。

しかし、(5)のdの質量の時に酸化銅の色が赤色になっていたことから、すべて銅に還元されたかもしれないと思っており、なかなか謎が解けないです。誰か教えてください。

No.1 ベストアンサー 回答者： tsute 回答日時： 2013/10/12 00:50

単体の銅の重さはあなたの導き出した0.44gで間違いないです

（5）で酸化銅が赤色になったという記述から
すべて還元されてしまったのではないかと悩んでいらっしゃるようですが
かき混ぜてない限り水素と直接触れ合っている表面のみ還元され
水素と触れ合わない内部は還元されず酸化銅のままです
酸化銅が赤色になったと言う記述は表面のみ酸化されたため見かけ上は赤く見えていることを示しているのだと考えられます
かき混ぜないと中まで酸化OR還元されないということは
（3）で表面が黒くなってもかき混ぜて加熱し続けていることから読み取れます

この回答へのお礼

ありがとうございました！　ちょっと引っ掛け問題だったのですかねぇ～？

お礼日時：2013/10/12 21:46