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。

鉄と硫黄を混ぜて加熱すると、鉄と硫黄が結びついて硫化鉄ができます。このとき、鉄と硫黄は質量の比が $\text{鉄}:\text{硫黄}=7:4$ で過不足なく反応します。

鉄の粉末 $14\mathrm{g}$ と硫黄の粉末 $10\mathrm{g}$ をよく混ぜて加熱し、一方の物質がなくなるまで完全に反応させました。反応せずに残った物質の質量は何 g ですか。

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 $2.0\text{g}$ と炭素 $0.15\text{g}$ をよく混ぜて加熱したところ、酸化銅と炭素はどちらも過不足なく反応し、試験管には銅 $1.6\text{g}$ だけが残った。

実験 2: 酸化銅 $8.0\text{g}$ に、質量のわからない炭素の粉末を混ぜて加熱した。反応が終わったとき、炭素はすべて反応してなくなっており、試験管に残った固体の質量は $6.8\text{g}$ であった。

実験 2 で試験管に残った固体のうち、銅の質量は何 g ですか。

ただし、発生した気体はすべて試験管の外に出ていき、炭素は酸化銅の酸素とだけ反応するものとします。また、反応する物質と生じる物質の質量の比は、つねに実験 1 と同じであり、できた銅は空気中の酸素と反応しないものとします。

銅とマグネシウムの粉末を使って、次の実験を行った。ただし、加熱によって銅は酸素と結びついて酸化銅だけになり、マグネシウムは酸素と結びついて酸化マグネシウムだけになるものとする。また、銅とマグネシウムはそれぞれ酸素とだけ結びつき、銅とマグネシウムが結びつく酸素の質量はたがいに影響しないものとする。

実験 1: 銅の粉末 $1.20\text{g}$ をステンレス皿にのせ、質量が変化しなくなるまでくり返し加熱したところ、加熱後の物質の質量は $1.50\text{g}$ になった。

実験 2: マグネシウムの粉末 $0.90\text{g}$ をステンレス皿にのせ、質量が変化しなくなるまでくり返し加熱したところ、加熱後の物質の質量は $1.50\text{g}$ になった。

実験 3: 銅の粉末とマグネシウムの粉末をよく混ぜた混合物 $3.80\text{g}$ をステンレス皿にのせ、質量が変化しなくなるまでくり返し加熱したところ、加熱後の物質の質量は $5.50\text{g}$ になった。

実験 3 の混合物 $3.80\text{g}$ にふくまれていたマグネシウムの質量は何 g ですか。

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。