化学変化と原子・分子の問題

酸化銀と銅を使って、次の実験を行った。どの実験でも、加熱は質量が変化しなくなるまでくり返し行った。

実験 1: 酸化銀 $5.80\text{g}$ を空気中で加熱すると、酸化銀はすべて銀と酸素に分解し、残った銀の質量は $5.40\text{g}$ であった。

実験 2: 銅の粉末 $1.60\text{g}$ を空気中で加熱すると、銅はすべて空気中の酸素と結びついて酸化銅になり、その質量は $2.00\text{g}$ であった。

実験 3: 酸化銀の粉末と銅の粉末をよく混ぜた混合物 $8.20\text{g}$ をステンレス皿にうすく広げ、空気中で加熱した。酸化銀はすべて銀に、銅はすべて酸化銅になり、加熱後の皿の上の固体の質量は $8.40\text{g}$ であった。

ただし、銀は空気中の酸素と結びつかず、酸化銀から出た酸素はすべて空気中に出ていくものとする。また、加熱によって皿の上から固体が失われることはないものとする。実験 3 の混合物にふくまれていた銅の質量は何 g ですか。

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・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。