酸化銅の化学反応式を徹底解剖!係数の合わせ方と還元実験の真相
酸化銅の化学反応式を徹底解剖!係数の合わせ方と還元実験の真相に関する専門家の意見を丁寧に解説いたします。
Q1:酸化銅と炭素の還元実験で、火を消した後にピンチコックを閉め忘れるとどうなりますか?
A1:試験管が冷える過程で外部の空気が吸い込まれ、加熱されて活性状態にある生成した銅が再び空気中の酸素と結合(再酸化)してしまいます。その結果、せっかく赤褐色になった銅の表面が黒色の酸化銅へと戻ってしまい、実験が失敗します。
Q2:銅と酸素が化合するときの質量比「4:1」は、なぜ常に一定なのですか?
A2:銅原子1個と酸素原子1個が結合して酸化銅(CuO)を形成する際、原子自体の重さ(相対質量)が銅:約63.5、酸素:約16.0と決まっているためです。この比率はおよそ「4:1」となり、どれほど大量あるいは微量の銅を反応させても、この比率でしか結合しない「定比例の法則」が成り立つからです。
Q3:酸化銅にうすい塩酸を加えたとき、気体は発生しますか?
A3:気体は一切発生しません。金属の銅に塩酸を加えても反応しませんが、酸化銅(CuO)は金属酸化物であるため塩酸(HCl)と反応して塩化銅(II)(CuCl₂)と水(H₂O)を生成します。黒い粉末が溶けて溶液が青緑色に変化しますが、水素などの気体は発生しない点がテストの頻出トラップです。