中学 理科

酸化銅の還元(活性炭を用いた実験)

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酸化銅と活性炭の混合物を加熱する

酸化銅(化合物の項目でちょっと触れました)は銅を空気中で加熱し,酸化させて作ることができます。化学反応式は

2Cu + O2 → 2CuO

のようになります。この酸化銅に活性炭(炭ですね)を混ぜ合わせます。混ぜ合わせた段階では酸化銅と炭の「混合物」ですね。これを,蓋をした試験管内で,ガスバーナーを使って加熱します。試験管の先は,ガラス管→ゴム管→ガラス管を通して,石灰水の入った別の試験管につなげておきます。

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酸化銅と活性炭の入った試験管を加熱すると一体どのような変化が起こるのでしょうか?

酸化銅が酸化銅ではなくなる?

加熱すると,酸化銅と活性炭の混合物の色が,赤色(赤褐色)に変化しました。薬さじで磨いてみると,ピカピカ(金属光沢)が見られました。結局これは何かというと,です。

さらに,別の試験管に入っていた石灰水は白くにごりました。石灰水が白くにごったということは,二酸化炭素が発生したということですね。

つまり,これらの実験をまとめると

「酸化銅と活性炭の混合物を加熱すると,銅と二酸化炭素になる」

化学反応式で見てみましょう。

2CuO + C → 2Cu + CO2

ということになります。

酸化還元反応

スチールウールの実験でも少し学習しましたが,酸素と結びつくことを「酸化」と言います。その一方で,酸化物(参加している物)から酸素が離れていくことを「還元」と言います。

この実験では,酸化と還元が同時に起こっていることに気がついたでしょうか。

  • 酸化銅(CuO)は銅(Cu)になった・・・酸化銅は還元て銅になった
  • 活性炭(C)は二酸化炭素(CO2)になった・・・活性炭は酸化されて二酸化炭素になった

ということが同時に起こったと言えます。

確認問題

以下の文を読んで,下の(1)~(3)に答えましょう。

酸化銅と活性炭の混合物を試験管に入れて,加熱しました。その結果,酸化銅は[ ① ]されて( A )に,活性炭は[ ② ]されて( B )に変化しました。

(1)[①],[②]に入る語句の組み合わせについて,適切なものを下のア~エの中から選びましょう。

ア ①:酸化 ②:燃焼
イ ①:還元 ②:燃焼
ウ ①:酸化 ②:還元
エ ①:燃焼 ②:酸化

(2)( A ),( B )に入る適切な物質名と,その化学式を書きましょう。

(3)この実験の化学反応式を書きましょう。

確認問題の解答例

(1)イ
(2)(A)物質名:銅 化学式:Cu (B)物質名:二酸化炭素 化学式:CO2
(3)2CuO + C → 2Cu + CO2







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