化学変化と原子・分子の問題

酸化銅と炭素の粉末の混合物を試験管に入れて加熱すると、酸化銅は炭素によって還元されて銅になり、二酸化炭素が発生する。この反応について、次の実験を行った。

実験 1: 酸化銅 $6.00\text{g}$ に、炭素の粉末をそれぞれ $0.15\text{g}$、$0.30\text{g}$、$0.45\text{g}$、$0.60\text{g}$、$0.75\text{g}$ 加えてよく混ぜ、反応が終わるまで十分に加熱した。加熱後に試験管に残った固体の質量は、それぞれ $5.60\text{g}$、$5.20\text{g}$、$4.80\text{g}$、$4.95\text{g}$、$5.10\text{g}$ であった。

実験 2: 酸化銅 $10.00\text{g}$ に炭素の粉末 $0.60\text{g}$ を加えてよく混ぜ、実験 1 と同じように反応が終わるまで十分に加熱した。

ただし、炭素は酸化銅の酸素とだけ結びついて二酸化炭素になり、発生した二酸化炭素はすべて試験管の外に出ていくものとする。また、反応しなかった酸化銅や炭素は変化せずに試験管に残り、できた銅は空気中の酸素と結びつかないものとする。

実験 2 で、加熱後の試験管に残った固体のうち、銅の質量は何 g ですか。

炭酸水素ナトリウムを加熱すると、炭酸ナトリウム・水・二酸化炭素に分解する。この反応について、次の実験を行った。ただし、発生した水と二酸化炭素はすべて試験管の外に出ていき、試験管内には固体だけが残るものとする。

実験 1: 炭酸水素ナトリウム $4.20\text{g}$ を試験管に入れ、質量が変化しなくなるまで十分に加熱したところ、試験管内に残った固体（炭酸ナトリウム）の質量は $2.65\text{g}$ であった。

実験 2: 炭酸水素ナトリウム $6.30\text{g}$ を別の試験管に入れて加熱し、途中で加熱をやめたところ、試験管内に残った固体の質量は $5.06\text{g}$ であった。このとき、試験管内の固体は、まだ分解していない炭酸水素ナトリウムと、分解してできた炭酸ナトリウムの混合物であった。

実験 2 で加熱をやめたとき、試験管内の固体にふくまれていた炭酸ナトリウムの質量は何 g ですか。

酸化銅を水素の中で加熱すると、酸化銅は水素によって還元されて銅になり、水ができる。この反応を使って、次の実験を行った。ただし、できた水はすべて気体となって外に出ていき、加熱した皿の上には固体だけが残るものとする。

実験 1: 酸化銅 $2.50\text{g}$ を水素の中で、質量が変化しなくなるまで十分に加熱したところ、酸化銅はすべて銅になり、残った銅の質量は $2.00\text{g}$ であった。

実験 2: 銅の粉末と酸化銅の粉末がまざった混合物 $5.00\text{g}$ を、実験 1 と同じように水素の中で質量が変化しなくなるまで十分に加熱したところ、酸化銅はすべて銅になり、残った銅の質量は $4.40\text{g}$ であった。

実験 2 の混合物 $5.00\text{g}$ にふくまれていた銅（はじめから銅であったもの）の質量は何 g ですか。ただし、はじめから混合物にふくまれていた銅は、水素の中で加熱しても変化しないものとする。

酸化銀を加熱すると、銀と酸素に分解する。この反応について、次の実験を行った。ただし、発生した酸素はすべて試験管の外に出ていき、試験管内には固体だけが残るものとする。

実験 1: 酸化銀 $2.90\text{g}$ を試験管に入れ、質量が変化しなくなるまで十分に加熱したところ、試験管内には銀だけが残り、その質量は $2.70\text{g}$ であった。

実験 2: 酸化銀 $5.80\text{g}$ を別の試験管に入れて加熱し、途中で加熱をやめた。試験管内に残った固体（分解していない酸化銀と、できた銀の混合物）の質量は $5.48\text{g}$ であった。

実験 2 で分解した酸化銀の質量は、はじめの酸化銀 $5.80\text{g}$ の何 % ですか。

炭酸水素ナトリウムを加熱すると、炭酸ナトリウム・水・二酸化炭素に分解する。一方、炭酸ナトリウムは、この実験で行う程度の加熱では変化しない。これらの物質を使って、次の実験を行った。ただし、発生した水と二酸化炭素はすべて試験管の外に出ていき、試験管内には固体だけが残るものとする。

実験 1: 炭酸水素ナトリウム $8.40\text{g}$ を試験管に入れ、質量が変化しなくなるまで十分に加熱したところ、試験管内に残った炭酸ナトリウムの質量は $5.30\text{g}$ であった。

実験 2: 炭酸水素ナトリウムと炭酸ナトリウムがまざった白い粉末 $10.00\text{g}$ を試験管に入れ、質量が変化しなくなるまで十分に加熱したところ、試験管内に残った固体の質量は $7.52\text{g}$ であった。

実験 2 で使った粉末 $10.00\text{g}$ にふくまれていた炭酸ナトリウムの質量は何 g ですか。