化学変化と原子・分子の問題

銅の粉末を空気中で加熱する実験を行った。

実験 1: 銅の粉末 $1.20\text{g}$ をステンレス皿にうすく広げてのせ、質量が変化しなくなるまでくり返し加熱したところ、銅はすべて酸化銅になり、皿の上の物質の質量は $1.50\text{g}$ になった。

実験 2: 銅の粉末 $5.00\text{g}$ をステンレス皿にのせて加熱したが、加熱の時間が短かったため、一部の銅が酸化されずに残った。加熱後の皿の上の物質（銅と酸化銅の混合物）の質量は $5.80\text{g}$ であった。

実験 2 の加熱後の皿の上の物質 $5.80\text{g}$ のうち、酸化銅の質量は何 g ですか。ただし、加熱して増えた質量は、銅と結びついた酸素の質量であり、銅と結びつく酸素の質量の比は、酸化された銅の量によらず実験 1 と同じであるものとする。

銅とマグネシウムの粉末を使って、次の実験を行った。

実験 1: 銅の粉末 $0.80\text{g}$ 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、銅はすべて酸化銅になり、皿の上の物質の質量は $1.00\text{g}$ になった。また、マグネシウムの粉末 $0.60\text{g}$ を同じように加熱したところ、マグネシウムはすべて酸化マグネシウムになり、皿の上の物質の質量は $1.00\text{g}$ になった。

実験 2: 銅の粉末とマグネシウムの粉末をよく混ぜた混合物 $2.10\text{g}$ を、実験 1 と同じように質量が変化しなくなるまでくり返し加熱したところ、銅とマグネシウムはすべて酸化され、皿の上の物質の質量は $3.00\text{g}$ になった。

実験 2 で使った混合物にふくまれていた銅の質量は何 g ですか。ただし、加熱によって質量が増えたのは、銅やマグネシウムが空気中の酸素と結びついたためだけであり、銅とマグネシウムはおたがいに反応しないものとする。

銅の粉末とマグネシウムの粉末をそれぞれ空気中で加熱し、次の実験を行った。ただし、加熱はどの実験でも質量が変化しなくなるまでくり返し行い、金属はすべて空気中の酸素と結びついたものとする。また、金属が結びつくのは酸素だけで、加熱によって皿から物質が飛び散ったり、ほかに失われたりすることはないものとする。

実験 1: 銅の粉末 $0.80\text{g}$ を加熱すると、酸化銅が $1.00\text{g}$ できた。

実験 2: マグネシウムの粉末 $0.60\text{g}$ を加熱すると、酸化マグネシウムが $1.00\text{g}$ できた。

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 $5.0\text{g}$ を加熱すると、酸化銅と酸化マグネシウムの混合物が $7.0\text{g}$ できた。

実験 3 でできた酸化銅の質量は何 g ですか。

銅・マグネシウム・酸化銅の粉末を使って、次の実験を行った。ただし、金属が結びつく相手は酸素だけとする。また、どの加熱でも、質量が変化しなくなるまでくり返し加熱した。加熱の途中で物質が容器の外に飛び散ることはないものとする。

実験 1: 銅の粉末 $1.60\text{g}$ を空気中で加熱すると、すべて酸化銅になり、その質量は $2.00\text{g}$ であった。また、マグネシウムの粉末 $0.90\text{g}$ を空気中で加熱すると、すべて酸化マグネシウムになり、その質量は $1.50\text{g}$ であった。

実験 2: 酸化銅の粉末 $6.00\text{g}$ と、質量のわからないマグネシウムの粉末をよく混ぜ、空気（酸素）にふれないようにして加熱した。すると、マグネシウムが酸化銅から酸素をうばう化学変化が起こり、酸化マグネシウムと銅ができた。この化学変化は、酸化銅またはマグネシウムのどちらかがなくなるまで進んだ。

実験 3: 実験 2 で加熱したあとの固体をすべてステンレス皿に移し、空気中で加熱した。すると、固体にふくまれていた金属はすべて空気中の酸素と結びついて酸化物になり、皿の上の固体の質量は $9.50\text{g}$ になった。なお、酸化銅と酸化マグネシウムは、空気中で加熱しても変化しない。

実験 2 でできた銅の質量は何 g ですか。

銅の粉末の質量をいろいろに変えて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て、銅をすべて酸化銅にした。加熱前の銅の質量と、加熱後の酸化銅の質量は次のようになった。

• 銅 $0.40\text{g}$ → 酸化銅 $0.50\text{g}$
• 銅 $0.80\text{g}$ → 酸化銅 $1.00\text{g}$
• 銅 $1.20\text{g}$ → 酸化銅 $1.50\text{g}$

同じ方法で、銅の粉末 $2.60\text{g}$ をすべて酸化銅にしたとき、銅と結びついた酸素の質量は何 g ですか。ただし、加熱して増えた質量は、銅と結びついた酸素の質量であるものとする。