化学変化と原子・分子の問題

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。

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。

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。

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。