【質問】中学(理科):混合物の酸化の計算の仕方がわかりません。

〔質問〕
混合物の酸化の計算の仕方がわかりません。
〔回答〕
各物質ごとに酸化するときの質量比が決まっているので、それを使います。
銅:酸素:酸化銅 = 4:1:5
マグネシウム:酸素:酸化マグネシウム = 3:2:5
〔詳細〕
混合物の酸化は、「それぞれの物質がどれだけの酸素と結びつくのか」を分けて考えます。
たとえば、銅とマグネシウムの混合物を酸化させた場合、
〔銅と結びつく酸素の量〕+〔マグネシウムと結びつく酸素の量〕
=〔結びついた酸素の合計の量〕
ということになります。

これをふまえ、下の例題で考えていきましょう。

【例題】
銅とマグネシウムの混合物4.0gを加熱したところ、完全に酸素と化合し、混合物の質量が5.5gとなった。
このとき、もとの混合物にはマグネシウムがどれだけ含まれていたのか。

もとの混合物に含まれていたマグネシウムの質量を x g とすると、銅の質量は (4−x) g となる。
また、混合物 4.0g が酸化して 5.5g となっているので、化合した酸素の質量は 1.5g とわかる。

ここで、
銅は、酸素と 4:1 の割合で結びつくので、
「〔銅と結びつく酸素の量〕は銅の(1/4)倍」となり、(1/4)・(4−x) g と表せる。
マグネシウムは、酸素と 3:2 の割合で結びつくので、
「〔マグネシウムと結びつく酸素の量〕はマグネシウムの (2/3) 倍」となり、(2/3)x g と表せる。

したがって、
〔銅と結びつく酸素の量〕+〔マグネシウムと結びつく酸素の量〕
=〔結びついた酸素の合計の量〕

という関係より、
(1/4)×・(4−x)+(2/3)x = 1.5
という方程式が得られ、これを解くと x = 1.2
よって、化合する前の混合物に含まれていたマグネシウムは 1.2g となります。

 

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