【富山県立高校入試・理科対策】熱分解と酸化・還元
富山県立高校入試の理科では、実験装置の注意点、化学反応式、質量の関係を組み合わせて考える問題が出題されます。この記事では、炭酸水素ナトリウムの熱分解と銅の酸化・還元を確認します。
この記事では、実際の過去問をそのまま掲載するのではなく、過去数年分の出題傾向をもとに、当塾が独自に作成した予想問題・類題を紹介しています。
問題
炭酸水素ナトリウムを試験管に入れて加熱し、発生した気体を石灰水に通した。また、銅粉末を加熱してできる酸化銅の質量を調べた。
問1 炭酸水素ナトリウムを加熱したときに発生し、石灰水を白くにごらせる気体を化学式で書きなさい。
問2 この実験で、加熱する試験管の口を少し下げておく理由を説明しなさい。
問3 銅が酸素と結びついて酸化銅になる反応を、化学反応式で書きなさい。
銅粉末の質量を変えて十分に加熱し、できた酸化銅の質量を調べたところ、表1のようになった。
| 銅の質量〔g〕 | 0.40 | 0.80 | 1.20 | 1.60 |
|---|---|---|---|---|
| 酸化銅の質量〔g〕 | 0.50 | 1.00 | 1.50 | 2.00 |
問4 表1の関係をグラフに表すとき、点はどのように並ぶか。最も適切な説明を、次のア〜ウから1つ選びなさい。
ア 原点を通る直線上に並ぶ イ 上に凸の曲線上に並ぶ ウ 途中から水平な直線上に並ぶ
問5 4.00gの酸化銅を炭素とともに加熱して完全に還元した。このとき得られる銅の質量は何gか。ただし、銅と酸化銅の質量の関係は表1に従うものとする。
解答
| 問 | 答え |
|---|---|
| 問1 | CO₂ |
| 問2 | 発生した水が加熱部分へ流れ戻り、試験管が割れるのを防ぐため。 |
| 問3 | 2Cu＋O₂ → 2CuO |
| 問4 | ア |
| 問5 | 3.20g |
解説
問1は、石灰水を白くにごらせる気体なので二酸化炭素です。化学式はCO₂です。
問2は、加熱で生じた水が試験管の加熱部分に流れ戻ると、急に冷えて試験管が割れることがあります。これを防ぐため、試験管の口を少し下げます。
問3は、銅Cuと酸素O₂が反応して酸化銅CuOになります。係数をそろえると、2Cu＋O₂ → 2CuOです。
問4は、銅の質量が2倍、3倍、4倍になると、酸化銅の質量も2倍、3倍、4倍になっています。したがって原点を通る直線上に並びます。
問5は、表1より、銅0.80gから酸化銅1.00gができます。つまり酸化銅の質量の80％が銅の質量です。4.00×0.80＝3.20gです。
学習ポイント
- 実験装置の理由は、事故防止や物質の逆流防止と結び付けて説明する。
- 化学反応式は、左右の原子の数をそろえる。
- 質量の比例関係は、表から比を作って計算する。
※本記事は、過去問分析をもとに当塾が作成した学習用コンテンツです。出題傾向の分析・整理にはAIも活用しています。
