うすい塩酸を入れたビーカー全体の質量をはかると でした。このビーカーに炭酸水素ナトリウム を加えたところ、気体の二酸化炭素が発生しました。気体が発生しなくなってから、ビーカー全体の質量をはかると でした。発生してビーカーの外へ出ていった二酸化炭素の質量は何 g ですか。ただし、ビーカーから出ていった物質は二酸化炭素だけとします。
化学変化と原子・分子
扱うテーマ: 質量保存の法則、化合する物質の質量の比（銅・マグネシウムの酸化など）、熱分解・還元で残る物質の質量、化学反応式の係数
難易度の目安（中学理科）
- 難易度 1 教科書の例題レベル
- 難易度 2 教科書の章末問題レベル
- 難易度 3 公立高校入試の標準レベル
- 難易度 4 公立高校入試の難問・私立高校入試レベル
- 難易度 5 難関高校の入試レベル
マグネシウム を空気中で加熱すると、酸素 と結びついて酸化マグネシウム ができます。この化学変化を表す化学反応式を
と書きます。, , が反応の前後で原子の種類と数が等しくなるような最も簡単な整数（いずれも正の整数）であるとき、 の値を求めなさい。マグネシウムの粉末 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 できました。同じようにして、マグネシウムの粉末 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。
水素と酸素が反応して水ができる反応は、次の化学反応式で表されます。
水素分子 個と酸素分子 個を混ぜて点火したところ、酸素分子はすべて反応し、水素分子の一部が反応せずに残りました。反応せずに残った水素分子は何個ですか。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 で過不足なく反応します。
鉄の粉末 と硫黄の粉末 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。
銅の粉末を空気中で加熱すると、銅が酸素と結びついて酸化銅ができます。このとき、銅と結びつく酸素の質量の比は です。
銅の粉末 をステンレス皿に入れて加熱し、途中で加熱をやめて冷ましてから質量をはかったところ、皿の上の物質の質量は でした。このとき、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、質量が増えたのは銅が酸素と結びついたためだけであるとします。
黒色の酸化銀を試験管に入れて加熱すると、酸化銀は銀と酸素に分解し、酸素は試験管の外に出ていき、白っぽい銀が残ります。
酸化銀 を、それ以上質量が変化しなくなるまで十分に加熱したところ、残った銀の質量は でした。
同じ酸化銀 を、それ以上質量が変化しなくなるまで十分に加熱すると、残る銀の質量は何 g ですか。
銅の粉末とマグネシウムの粉末を空気中で十分に加熱すると、それぞれ酸素と結びついて酸化銅と酸化マグネシウムになります。このとき、もとの金属とできる酸化物の質量の比は、
です。銅の粉末とマグネシウムの粉末をよく混ぜた混合物 を、それ以上質量が変化しなくなるまで十分に加熱したところ、できた酸化銅と酸化マグネシウムの質量の合計は でした。はじめの混合物にふくまれていたマグネシウムの質量は何 g ですか。
うすい塩酸を入れたビーカーと、炭酸水素ナトリウムの粉末を用意して、次の実験を行った。
実験 1: うすい塩酸を入れたビーカー全体の質量をはかると であった。このビーカーに炭酸水素ナトリウム を加えたところ、気体（二酸化炭素）が発生した。気体が発生しなくなってから、ビーカー全体の質量をはかると であった。
実験 2: 実験 1 と同じ質量・同じ濃度のうすい塩酸を入れた別のビーカー（ビーカー全体の質量は ）に、炭酸水素ナトリウム を加え、気体が発生しなくなってからビーカー全体の質量をはかった。
実験 2 ではかったビーカー全体の質量は何 g ですか。
ただし、実験 1・実験 2 のどちらでも、加えた炭酸水素ナトリウムはすべて塩酸と反応したものとします。発生した二酸化炭素はすべて空気中に出ていき、水の蒸発は考えないものとします。また、発生する二酸化炭素の質量は、反応した炭酸水素ナトリウムの質量に比例するものとします。
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 → 酸化銅
- 銅 → 酸化銅
- 銅 → 酸化銅
同じ方法で、銅の粉末 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。
黒色の酸化銀を試験管に入れて加熱すると、酸化銀は銀と酸素に分解し、試験管には白っぽい銀が残る。酸化銀 を質量が変化しなくなるまで十分に加熱したところ、試験管に残った銀の質量は であった。
同じ方法で酸化銀 を十分に加熱して完全に分解させたとき、試験管に残る銀の質量は何 g ですか。ただし、発生した酸素はすべて試験管の外に出ていくものとする。
メタン が酸素 と結びついて完全に燃焼すると、二酸化炭素 と水 だけができる。この化学変化を表す化学反応式は
と書ける。ここで , , は、化学反応式の係数として最も簡単な整数（係数が 1 のときは省略せずに 1 とする）である。メタンの分子 個を完全に燃焼させるとき、過不足なく反応する酸素の分子は何個ですか。
うすい硫酸と塩化バリウム水溶液を混ぜると、白い沈殿（硫酸バリウム）ができる。この反応では気体は発生しない。
ビーカー にうすい硫酸を入れ、ビーカー 全体の質量をはかると であった。また、ビーカー に塩化バリウム水溶液を入れ、ビーカー 全体の質量をはかると であった。
ビーカー の塩化バリウム水溶液をすべてビーカー に注いだところ、白い沈殿ができた。このあと、空になったビーカー の質量をはかると であった。反応が終わったあとのビーカー 全体（ビーカー・水溶液・沈殿を合わせたもの）の質量は何 g ですか。ただし、ビーカー に水溶液は残らず、水の蒸発は無視できるものとする。
水酸化ナトリウムを少しとかした水を電気分解装置に入れて電流を流すと、水が分解して、陰極から水素、陽極から酸素が発生する。しばらく電流を流したところ、水が 分解し、発生した水素の質量は であった。
このとき発生した酸素の質量は何 g ですか。ただし、水酸化ナトリウムは変化せず、分解した水からは水素と酸素だけができるものとする。
家庭用のガスボンベなどに使われるプロパンは、炭素原子 個と水素原子 個が結びついた分子からなる物質で、化学式は と表される。プロパンを酸素 と完全に反応させる（完全燃焼させる）と、二酸化炭素 と水 だけができる。
この反応で、酸素分子 個がプロパン分子と過不足なく反応したとき、できる水分子は何個ですか。
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 、、 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 、、 であった。
実験 2: 銅の粉末 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 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。
アルミニウム の粉末を酸素 中で加熱すると、アルミニウムは酸素と結びついて酸化アルミニウムになる。酸化アルミニウムは、アルミニウム原子 個と酸素原子 個の割合で結びついた物質で、化学式は と表される。この化学変化を表す化学反応式は
と書ける。ここで は、できるだけ小さい正の整数とする。アルミニウム原子 個が、十分な量の酸素とすべて反応して酸化アルミニウムになるとき、反応する酸素分子 は何個ですか。
石灰石（炭酸カルシウム）にうすい塩酸を加えると、二酸化炭素が発生する。この反応を使って、次の実験を行った。
実験 1: ペットボトルにうすい塩酸を入れ、石灰石 を塩酸にふれないように入れて、ふたを閉めた。ふたを含めた全体の質量をはかると であった。次に、ふたを閉めたままペットボトルをかたむけて石灰石と塩酸を反応させた。気体が発生しなくなってから全体の質量をはかると であった。その後、ふたをゆっくり開けてしばらく置き、再びふたを含めた全体の質量をはかると であった。
実験 2: 実験 1 と同じ質量のペットボトル・ふたと、実験 1 と同じ量のうすい塩酸を用意し、石灰石の質量だけを に変えて、実験 1 と同じ操作を行った。
ただし、石灰石はすべて炭酸カルシウムでできており、どちらの実験でも塩酸は十分な量があって石灰石はすべて反応したものとする。また、ふたを開けると発生した二酸化炭素はすべてペットボトルの外に出ていき、それ以外の物質は外に出ないものとし、二酸化炭素が水にとけることは考えないものとする。
実験 2 で、ふたを開けてしばらく置いたあとの、ふたを含めた全体の質量は何 g ですか。
プロパン は、家庭用のガスボンベなどに使われている気体である。プロパンが酸素 と結びついて完全に燃焼すると、二酸化炭素 と水 だけができる。この化学変化を表す化学反応式を
と書く。係数 , , , を、化学反応式として正しくなるような最も簡単な正の整数にしたとき、 の値を求めなさい。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 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 になった。
実験 2: 別のマグネシウムの粉末 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 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。
水素 と酸素 が反応すると、水 ができる。この化学変化を表す化学反応式は
と書ける（, , は最も簡単な整数の係数）。水素の分子 個と酸素の分子 個を密閉した容器に入れ、点火してどちらか一方がなくなるまで反応させた。反応後の容器の中にある分子の数は、できた水の分子と、反応せずに残った分子を合わせて全部で何個ですか。ただし、水素と酸素は水ができる反応以外は起こさないものとする。
鉄の粉末と硫黄の粉末をよく混ぜて試験管に入れて加熱すると、鉄と硫黄が結びついて硫化鉄ができる。この反応について、次の実験を行った。
実験 1: 鉄の粉末 と硫黄の粉末 をよく混ぜて加熱したところ、鉄と硫黄は過不足なく反応し、硫化鉄 ができた。
実験 2: 鉄の粉末 と硫黄の粉末 をよく混ぜて、実験 1 と同じように加熱した。
実験 2 でできた硫化鉄の質量は何 g ですか。ただし、鉄と硫黄は、どちらか一方がなくなるまで反応し、硫化鉄ができる反応以外は起こらないものとする。
火のついたマグネシウムリボンを、二酸化炭素を満たした集気びんの中に入れると、マグネシウムははげしく燃え続け、白い酸化マグネシウムと黒い炭素ができる。この化学変化を表す化学反応式を
と書く。ここで , , , は、化学反応式の係数として最も簡単な整数（係数が 1 のときは省略せずに 1 とする）である。の値を求めなさい。
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 、、 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 、、 であった。
実験 2: マグネシウムの粉末 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 発生した。
実験 3: マグネシウムの粉末 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 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。
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 に、炭素の粉末をそれぞれ 、、、、 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 、、、、 であった。
実験 2: 酸化銅 に炭素の粉末 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。
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 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 になった。
実験 2: マグネシウムの粉末 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 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 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 になった。
実験 3 の混合物 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 と炭素 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 だけが残った。
実験 2: 酸化銅 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 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。
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 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 であった。
実験 2: 炭酸水素ナトリウム 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 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。
物質 は分子からできており、その分子は炭素原子・水素原子・酸素原子のうちのいくつかの種類の原子だけが結びついてできている。物質 を酸素中で完全に燃焼させたところ、二酸化炭素と水だけができた。このとき、反応した分子と、できた分子の数を調べると、 の分子 個と酸素分子 個が過不足なく反応し、二酸化炭素分子 個と水分子 個ができたことがわかった。
の分子 個にふくまれる原子の数は、全部で何個ですか。ただし、化学変化の前後で、原子の種類と数は変わらないものとする。
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 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 になった。また、マグネシウムの粉末 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 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 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 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 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 になった。
実験 2: 銅の粉末 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 であった。
実験 2 の加熱後の皿の上の物質 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。
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 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 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 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 であった。
実験 2 の混合物 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。
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 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 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 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 であった。
実験 2 で使った粉末 にふくまれていた炭酸ナトリウムの質量は何 g ですか。
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 を加熱すると、酸化銅 ができた。
- マグネシウム を加熱すると、酸化マグネシウム ができた。
酸化銅は銅原子と酸素原子が の個数の比で結びついた物質（）、酸化マグネシウムはマグネシウム原子と酸素原子が の個数の比で結びついた物質（）である。
この結果から考えると、銅原子 個の質量は、マグネシウム原子 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。
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 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 であった。
実験 2: 酸化銀 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 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 の何 % ですか。
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 を加熱すると、酸化銅が できた。
実験 2: マグネシウムの粉末 を加熱すると、酸化マグネシウムが 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 を加熱すると、酸化銅と酸化マグネシウムの混合物が できた。
実験 3 でできた酸化銅の質量は何 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。一方、炭酸ナトリウムはこの実験の加熱では変化しない。次の実験を行った。ただし、どの実験でも加熱は質量が変化しなくなるまで行い、発生した水と二酸化炭素はすべて試験管の外へ出ていき、試験管に残るのは炭酸ナトリウムだけになるものとする。
実験 1: 炭酸水素ナトリウム を試験管に入れて加熱すると、試験管に残った炭酸ナトリウムの質量は であった。
実験 2: 炭酸水素ナトリウムと炭酸ナトリウムをよく混ぜた混合物 を試験管に入れて加熱すると、試験管に残った物質の質量は であった。
実験 2 で、加熱する前の混合物にふくまれていた炭酸ナトリウムの質量は何 g ですか。
エタンは、炭素原子 個と水素原子 個が結びついた分子からなる気体で、化学式は と表される。エタンが酸素 と反応すると、二酸化炭素 と水 だけができる。
密閉した容器に、エタン分子と酸素分子を合わせて 個入れ、点火して反応させた。反応後、容器を冷やしてできた水をすべて液体にしたところ、容器の中に残った気体の分子（二酸化炭素分子と、反応しないで残った酸素分子）は合わせて 個であった。このとき、エタン分子はすべて反応し、酸素分子の一部が反応しないで残っていた。
反応しないで残った酸素分子は何個ですか。
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 を空気中で加熱すると、すべて酸化銅になり、その質量は であった。また、マグネシウムの粉末 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 であった。
実験 2: 酸化銅の粉末 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 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。
炭酸カルシウムにうすい塩酸を加えると、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。ただし、発生した二酸化炭素はすべて空気中に出ていき、水溶液にはとけないものとする。また、どの実験でも、気体が発生しなくなるまで待ってから質量をはかった。
実験 1: ビーカーにうすい塩酸 を入れ、ビーカー全体の質量をはかると であった。このビーカーに炭酸カルシウムの粉末を加え、反応後のビーカー全体の質量をはかった。炭酸カルシウムの質量を 、、、、 と変えて、それぞれ新しく同じ塩酸 を用意して同じ操作を行ったところ、反応後のビーカー全体の質量は、順に 、、、、 であった。
実験 2: 実験 1 と同じ濃度の塩酸 をビーカーに入れ、ビーカー全体の質量をはかると であった。このビーカーに、細かくくだいた卵の殻 を加えたところ、反応後のビーカー全体の質量は であった。卵の殻には炭酸カルシウムのほかに別の物質がふくまれているが、その物質は塩酸と反応せず、気体も発生しないものとする。
実験 2 と同じ卵の殻 にふくまれる炭酸カルシウムをすべて反応させるには、実験 1 と同じ濃度の塩酸が少なくとも何 必要ですか。
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 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 であった。
実験 2: 銅の粉末 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 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 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 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。
アルミニウムの粉末と黒色の酸化鉄（四酸化三鉄、化学式 ）の粉末を混ぜて点火すると、激しく反応する。このとき酸化鉄は還元されて鉄 になり、アルミニウムは酸化されて酸化アルミニウム（化学式 ）になる。この化学変化を表す化学反応式を
と表す。ここで は、反応の前後で原子の種類と数が等しくなるように決めた、できるだけ小さい正の整数である。 の値を求めなさい。
条件に合う問題はありません。