理科
中学生
解決済み

すいません。4番がわかりません。明日テストなので、どなたかよろしくお願いいたします

3.368 右の図のような装置をつくり, 酸化銅と炭素の混合物をガスバ ーナーで加熱する実験をした。 混合物は, 酸化銅を4.00g 炭素 の粉末を0.24g正確にはかりとった。 この混合物の入った試験管 を強く加熱し、発生した気体を石灰水に通したところ、 石灰水が 白くにごった。 実験終了後, 試験管に残っている固体の質量をは かったところ, 3.36g であった。 また, 炭素はまったく残ってい なかった。 20 この実験について,次の 1~5の問いに答えなさい。 ただし, 炭素原子と酸素原子および銅原子の質量比は, 3:4:16とする。 1. 酸化銅と炭素の粉末を加熱したときに起こる化学変化を化学反応式で書きなさい。 2. この実験で発生した気体の質量は何gか。 3.4.00gの酸化銅は,銅と酸素がそれぞれ何gずつからできているか。 4,00 4. 反応後,酸化銅は何g残っているか。 5.ここで使った石灰水の濃度は, 0.18%である。これは(A)gの水に, て, 水溶液全体を100gにしたものである。(A)および(B)に正しい数値を答えなさい。 TROT CO₂ NUCU Y 6.3 g 4g 酸化銅の粉末 と炭素の粉末 との混合物 21val7 (03-> 10g 試験管 → ***** -3.36 ゴムせん ビーカー 石灰水- 0.24 3.36 40:3:32 こい 0.88 ガラス管 0.88 Ugo水酸化カルシウムを溶か )

回答

✨ ベストアンサー ✨

写真の通りです。
酸化銅4.00gのうちのいくらか(結果的には3.2g)は反応して銅になって質量が4/5倍に、いくらか(結果的には0.8g)は反応せずに酸化銅のまま残るということを式として立ててやります。
別解も載せました。問題集なんかだとこっちのやり方の方が主流かなと思いますが、数学が分かっているのであれば、連立方程式を使うほうがイメージしやすいかなと思うので、こっちを別解扱いにしています。

かこ

別解がわかりやすかったです。ありがとうございます。

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回答

参考です

炭素原子と酸素原子と銅原子の質量比が、3:4:16なので

1 化学反応式 2CuO+C→Cu+CO₂

2 炭素と酸化銅の混合物が、4.00+0.24=4.24[g] で

  実験後3.36[g]なので、発生した気体は、4.24-3.36=0.88[g]

3 酸化銅は、酸素原子と銅原子が1:1で結びついているので

  酸化銅中で、 酸素原子の質量:銅原子の質量=4:16=1:4で

  酸化銅4.00[g]中に、酸素原子4.00×(1/5)=0.8[g]

             銅原子4.00×(4/5)=3.2[g]

● 発生した気体CO₂について

  CO₂は、炭素原子と酸素原子が1:2で結びついているので

  CO₂中で 炭素原子の質量:銅原子の質量=3:4×2=3:8で

  CO₂ 0.88[g]中の 炭素原子0.88×(3/11)=0.24[g]

            酸素原子0.88×(8/11)=0.64[g]

★質量関係を、炭素は全て二酸化炭素に含まれることに注意し整理すると

 酸化銅(酸素0.8、銅3.2)+炭素(0.24)

  →変化していない酸化銅+できた銅+CO₂(炭素0.24、酸素0.64)

★ここで、炭素は前後の量がそろっているので

 酸素の量を考えると、酸化銅中の0.8[g]が、CO₂中の0.64[g]となっているので

 酸化銅中には、まだ0.8-0.64=0.16[g]残っている

 酸化銅中の質量比1:4から、酸化銅中の銅は0.16×4=0.64[g]残っている

 つまり、残っている酸化銅は、0.64+0.16=0.8[g]

★確認のために質量関係を整理すると

 酸化銅(酸素0.8、銅3.2)+炭素(0.24)・・・計4.00+0.24=4.24

 →変化していない酸化銅(酸素0.16、銅0.64)・・・計0.8

  +できた銅(2.56)+CO₂(炭素0.24、酸素0.64)・・・計2.56+0.8

 (残った固体:酸化銅0.8+銅2.56=3.36)

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