酸化と燃焼
カワウソ先生スチールウールを燃やすと質量が増える。酸素と結びついた分だけ重くなると考えると覚えやすいよ。
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- 物質が酸素(新しいタブで開きます)と結びつく化学変化を酸化といい、できた物質を酸化物という。光や熱を激しく出す酸化を燃焼という。
- スチールウール(鉄)を燃焼させると質量が増え、黒色の酸化鉄になり、電流が流れにくくなって塩(新しいタブで開きます)酸を加えても気体が出なくなる。
- 銅を加熱すると黒色の酸化銅ができ、マグネシウム(新しいタブで開きます)を燃焼させると強い光を出して白色の酸化マグネシウムができる。
詳しく
ポイント
物質が酸素と結びつく化学変化を酸化といい、酸化によってできた物質を酸化物という。酸化が光や熱を激しく出しながら進む場合を燃焼という。燃焼は酸化の一種である。
鉄がゆっくり空気中の酸素と結びついてさびができるのも酸化の一つだが、光や熱をほとんど出さないおだやかな酸化である。燃焼とさびは、同じ酸化でも反応の速さが大きく違う。
スチールウール(鉄)を燃焼させると、鉄と酸素が結びついて黒色の酸化鉄ができる。このとき、結びついた酸素の分だけ質量が増える。
実験で確かめる
スチールウールをガスバーナーで燃焼させると、燃焼前より質量が増え、黒色の酸化鉄に変わる。燃焼後は金属光沢を失い、電流が流れにくくなる。塩酸を加えても、燃焼前の鉄のように気体(水素)は発生しない。
銅の粉末をガスバーナーで加熱すると、空気中の酸素と結びついて黒色の酸化銅ができる。化学反応式(新しいタブで開きます)では「2Cu+O₂→2CuO」と表し、左右で銅原子2個・酸素原子2個が一致することを確かめた。
マグネシウムの粉末やリボンに火をつけると、強い光を出しながら燃焼し、白色の酸化マグネシウムができる。化学反応式は「2Mg+O₂→2MgO」で、銅の酸化と同じ形になる。
なぜそうなるか
炭素や水素を含む有機物(新しいタブで開きます)(ろうやエタノールなど)を燃焼させると、炭素が酸素と結びついて二酸化炭素、水素が酸素と結びついて水ができる。石灰水が白く濁ることや、集気びんの内側が水滴でくもることで確かめられる。
酸化は必ずしも激しく燃えるわけではない。鉄のさびのように、常温でゆっくり進むおだやかな酸化もある。燃焼とさびは反応の速さが違うだけで、どちらも物質が酸素と結びつく酸化である。
金属を酸化させると質量が増えるのは、結びついた酸素の質量がそのまま加わるためである。酸化物の質量は、元の金属の質量と結びついた酸素の質量を合わせたものに等しい。
確認問題
確認問題(解答用紙)
スマホやタブレットで読み取ると、この問題をその場で解けます。
https://manazoo.com/science/oxidation-and-combustion/?from=print#quiz
スチールウール(鉄)を燃焼させたあとに起こる変化として正しいものはどれか。
- ◯ 質量が減り、白色の酸化鉄になり、塩酸を加えると水素が発生する
- ◯ 質量が増え、黒色の酸化鉄になり、塩酸を加えても気体が発生しない
- ◯ 質量は変わらず、色も変わらない
- ◯ 質量が増え、磁石につきやすくなる
正解:質量が増え、黒色の酸化鉄になり、塩酸を加えても気体が発生しない
スチールウールを燃焼させると、酸素(新しいタブで開きます)と結びついた分だけ質量が増え、黒色の酸化鉄になる。燃焼後は塩(新しいタブで開きます)酸を加えても気体(水素(新しいタブで開きます))は発生しない。銅の粉末をガスバーナーで加熱してできる酸化銅の色はどれか。
- ◯ 白色
- ◯ 赤色
- ◯ 緑色
- ◯ 黒色
正解:黒色
銅を加熱すると酸素と結びついて黒色の酸化銅ができる。化学反応式(新しいタブで開きます)は2Cu+O₂→2CuOと表す。マグネシウムの燃焼を正しく表した化学反応式はどれか。
- ◯ Mg+O₂→MgO₂
- ◯ 2Mg+O₂→2MgO
- ◯ Mg+O₂→MgO
- ◯ 2Mg+O→Mg₂O
正解:2Mg+O₂→2MgO
マグネシウムの燃焼は2Mg+O₂→2MgOと表す。左右でMgが2個、Oが2個で一致している。ろうやエタノールなどの有機物を燃焼させると、炭素と水素はそれぞれ酸素と結びついて何になるか。
- ◯ 一酸化炭素と水素
- ◯ 二酸化炭素と酸素
- ◯ 炭と水蒸気
- ◯ 二酸化炭素と水
正解:二酸化炭素と水
有機物(新しいタブで開きます)に含まれる炭素は酸素と結びついて二酸化炭素に、水素は酸素と結びついて水になる。
単元のポイント
- 酸化・酸化物 物質が酸素と結びつく化学変化を酸化、できた物質を酸化物という
- スチールウールの燃焼 質量が増え、黒い酸化鉄になり、電流が流れにくくなり、塩酸を加えても気体が出ない
- 2Cu+O₂→2CuO 銅を加熱すると黒色の酸化銅ができる
- 2Mg+O₂→2MgO マグネシウムを燃焼させると強い光を出して白色の酸化マグネシウムができる