還元
カワウソ先生酸化銅から酸素が奪われるのが還元、奪った炭素や水素が酸化される。この2つは必ずセットで起こるよ。
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- 酸化物（新しいタブで開きます）が酸素（新しいタブで開きます）を失う化学変化を還元という。酸化銅と炭素の粉末を加熱すると、銅ができて二酸化炭素が発生する。
- 酸化銅の還元では、炭素が酸化銅から酸素を奪って自分は酸化され、酸化銅は酸素を失って還元される。酸化と還元は同時に起こる。
- 水素（新しいタブで開きます）を使っても酸化銅を還元できる。還元で奪われた酸素は、必ず相手の物質と結びついて相手を酸化する。
詳しく
ポイント
酸化物が酸素を失う化学変化を還元という。酸化銅（黒色の粉末）と炭素の粉末を混ぜて加熱すると、赤色の銅ができて、気体の二酸化炭素が発生する。
化学反応式（新しいタブで開きます）では「2CuO＋C→2Cu＋CO₂」と表す。左右で銅2個・炭素1個・酸素2個が一致しており、酸化銅が酸素を失って還元され、炭素が酸素と結びついて酸化されている。
発生した気体を石灰水に通すと白く濁り、二酸化炭素であることが確かめられる。試験管に残った赤色の固体をこすると金属光沢が見られ、銅であることが確かめられる。
実験のしかたと注意点
酸化銅と炭素粉末の混合物を試験管に入れて加熱し、発生した気体をガラス管で石灰水に導く。実験が終わったら、火を消す前にガラス管を石灰水から抜き、火を消したらすぐにピンチコックでゴム管を閉じる。
ピンチコックでゴム管を閉じるのは、空気（酸素）が試験管に入り、加熱でできたばかりの熱い銅が再び酸化されるのを防ぐためである。これを忘れると、できた銅がまた酸化銅に戻ってしまう。
水素を酸化銅に通しながら加熱する実験でも、酸化銅は還元されて銅になる。化学反応式では「CuO＋H₂→Cu＋H₂O」と表し、酸化銅が還元されて銅になり、水素が酸化されて水になる。
なぜそうなるか
酸化銅と炭素の反応では、還元（酸化銅→銅）と酸化（炭素→二酸化炭素）が同時に起こる。酸化銅から奪われた酸素は、必ずほかの物質（炭素や水素）と結びつくため、還元と酸化は切り離せない。
酸化物を還元して金属を取り出す反応は、製鉄（鉄をつくる工業）でも利用されている。鉄鉱石の主な成分である酸化鉄を、一酸化炭素などで還元して鉄を取り出している。
このように、物質がもつ酸素を奪い合う関係から、どちらの物質がより酸素と結びつきやすいかを考えることで、還元と酸化が同時に起こる理由が理解できる。
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/reduction-reaction/?from=print#quiz
酸化銅と炭素の粉末を混ぜて加熱したときの化学反応式はどれか。
- ◯ CuO＋2C→Cu＋CO₂
- ◯ CuO＋C→Cu＋CO
- ◯ 2CuO＋C→2Cu＋2CO₂
- ◯ 2CuO＋C→2Cu＋CO₂
正解：2CuO＋C→2Cu＋CO₂
酸化銅と炭素の混合物を加熱すると、2CuO＋C→2Cu＋CO₂の反応が起こり、銅と二酸化炭素（新しいタブで開きます）ができる。酸化銅と炭素の還元実験で、火を消したあとピンチコックでゴム管を閉じる理由はどれか。
- ◯ 二酸化炭素の発生量を増やすため
- ◯ 石灰水が逆流して試験管が割れるのを防ぐため
- ◯ ガラス管が冷えて割れるのを防ぐため
- ◯ 空気が入って、できたばかりの銅が再び酸化されるのを防ぐため
正解：空気が入って、できたばかりの銅が再び酸化されるのを防ぐため
ピンチコックでゴム管を閉じるのは、空気（酸素）が試験管に入り、加熱でできた熱い銅が再び酸化されるのを防ぐためである。酸化銅と炭素の還元実験で発生した気体を石灰水に通すとどうなるか。
- ◯ 石灰水から泡が出るだけで変化しない
- ◯ 石灰水が白く濁る
- ◯ 石灰水の色が青色に変わる
- ◯ 石灰水が赤色に変わる
正解：石灰水が白く濁る
発生した気体は二酸化炭素なので、石灰水に通すと白く濁り、二酸化炭素であることが確かめられる。水素を使って酸化銅を還元したとき（CuO＋H₂→Cu＋H₂O）にできる2つの物質はどれか。
- ◯ 銅と酸素
- ◯ 銅と水
- ◯ 酸化銅と水
- ◯ 銅と水素
正解：銅と水
CuO＋H₂→Cu＋H₂Oより、酸化銅が還元されて銅になり、水素（新しいタブで開きます）が酸化されて水になる。
単元のポイント
- 還元 酸化物が酸素を失う化学変化
- 2CuO＋C→2Cu＋CO₂ 酸化銅と炭素の粉末を加熱すると、赤色の銅ができて二酸化炭素が発生する
- ピンチコックでゴム管を閉じる理由 火を消したあとに空気が入り、加熱でできた銅が再び酸化されるのを防ぐため
- CuO＋H₂→Cu＋H₂O 水素でも酸化銅を還元できる。還元された酸化銅と酸化された水素は同時に起こる