結びつく物質の質量の比

マグネシウムの粉末 $0.6\text{g}$ をステンレス皿にのせ、質量が変化しなくなるまでよく加熱したところ、マグネシウムがすべて空気中の酸素と結びついて、酸化マグネシウムが $1.0\text{g}$ できました。同じようにして、マグネシウムの粉末 $2.1\text{g}$ を質量が変化しなくなるまでよく加熱すると、酸化マグネシウムは何 g できますか。

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。

銅の粉末をステンレス皿にのせて空気中で加熱する実験を行った。

実験 1: 銅の粉末の質量を $0.40\text{g}$、$0.80\text{g}$、$1.20\text{g}$ に変えて、それぞれ質量が変化しなくなるまでくり返し加熱した。加熱後の皿の上の物質（酸化銅）の質量は、それぞれ $0.50\text{g}$、$1.00\text{g}$、$1.50\text{g}$ であった。

実験 2: 銅の粉末 $2.00\text{g}$ を加熱したが、途中で加熱をやめたところ、皿の上の物質の質量は $2.30\text{g}$ であった。このとき、皿の上には酸化銅と、まだ酸素と結びついていない銅が混ざっていた。

実験 2 で、酸素と結びつかずに残っている銅の質量は何 g ですか。ただし、銅は空気中の酸素とだけ結びつき、加熱中に物質が皿から失われることはないものとする。

マグネシウムの粉末を空気中で加熱する実験を行った。

実験 1: マグネシウムの粉末 $1.5\text{g}$ 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、皿の上の物質（酸化マグネシウム）の質量は $2.5\text{g}$ になった。

実験 2: 別のマグネシウムの粉末 $2.4\text{g}$ をステンレス皿にのせて加熱したが、途中で加熱をやめたところ、皿の上の物質の質量は $3.6\text{g}$ であった。

実験 2 で、酸素と結びつかずに残っているマグネシウムは何 g ですか。

ただし、マグネシウムは空気中の酸素とだけ結びつき、マグネシウムと酸素は、つねに実験 1 で求められる一定の質量の比で結びつくものとします。また、皿の質量は変化しないものとし、皿の上の物質の質量には皿の質量をふくめないものとします。

マグネシウムの粉末を使って、次の実験を行った。

実験 1: マグネシウムの粉末 $0.30\text{g}$、$0.60\text{g}$、$0.90\text{g}$ をそれぞれ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。マグネシウムはすべて酸化マグネシウムになり、加熱後の物質の質量は順に $0.50\text{g}$、$1.00\text{g}$、$1.50\text{g}$ であった。

実験 2: マグネシウムの粉末 $0.30\text{g}$ を十分な量のうすい塩酸に入れたところ、マグネシウムはすべて反応し、水素が $300{\text{cm}}^3$ 発生した。

実験 3: マグネシウムの粉末 $1.50\text{g}$ をステンレス皿にのせ、短い時間だけ加熱したところ、マグネシウムの一部だけが酸化マグネシウムになった。加熱後の皿の上の固体をすべて十分な量のうすい塩酸に入れたところ、水素が $300{\text{cm}}^3$ 発生した。

ただし、酸化マグネシウムは塩酸と反応しても気体を発生しないものとする。また、発生する水素の体積はすべて同じ温度・圧力で測定したものとし、反応したマグネシウムの質量に比例するものとする。マグネシウムは空気中の酸素とだけ結びつくものとする。

実験 3 で、加熱後の皿の上の固体の質量は何 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。

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、それぞれ別の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、すべて酸化させた。結果は次のとおりであった。

• 銅 $2.00\text{g}$ を加熱すると、酸化銅 $2.50\text{g}$ ができた。
• マグネシウム $0.90\text{g}$ を加熱すると、酸化マグネシウム $1.50\text{g}$ ができた。

酸化銅は銅原子と酸素原子が $1:1$ の個数の比で結びついた物質（$\mathrm{CuO}$）、酸化マグネシウムはマグネシウム原子と酸素原子が $1:1$ の個数の比で結びついた物質（$\mathrm{MgO}$）である。

この結果から考えると、銅原子 $1$ 個の質量は、マグネシウム原子 $1$ 個の質量の何倍ですか。分数で答えなさい。ただし、加熱して増えた質量は、結びついた酸素の質量であり、同じ種類の原子 1 個の質量はすべて等しいものとする。

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。

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。