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酸化銅の還元(中学生向け)

酸化銅の還元

酸化銅の還元の中学生向け解説ページです。

酸化銅の還元

は中学2年生の化学で学習します。

  • 還元とは何か
  • 酸化銅の還元の実験動画
  • 酸化銅の還元の化学反応式(炭素)
  • 酸化銅の還元の化学反応式(水素)

を学習したい人は

このページを読めばバッチリだよ!

自己紹介

さわにい」といいます。元中学理科の教員

現在は毎月30万人が利用する理科サイトの運営者です。

登録者5万の教育YouTuberでもあります。

2022年10月には学習参考書も出版しました。

では、酸化銅の還元の学習スタート!

(目次から好きなところに飛べるよ)

タップできる目次

還元とは

還元かんげんとは、

物質から酸素が取り除かれる化学反応

のことだよ!

ねこ吉

物質から酸素が取り除かれる化学反応?

うん。

このページで紹介する「酸化銅 sankadou」は

銅原子 銅原子」と「酸素原子 sannso

が化合して(くっついて)できたものだね。

最新の学習指導要領では「化合」を「物質と結びつく化学変化」と表現します。

この酸化銅のように、酸素がくっついたものから、酸素原子を取り除く化学変化を

還元

というんだよ!

ねこ吉

酸化銅から酸素を取り除くなんて出来るの?

簡単にできるよ☆

酸素ちゃん(sannso)は仕方なく、

君(銅原子)と付き合って

酸化銅(sankadou)になってるだけだから、

イケメンの炭素君(炭素原子)を連れてくれば、

簡単にから酸素を引き離せるんだ☆

なんて例えだ…。

図で表すと…

銅と酸素の還元
銅と酸素の還元2
銅と酸素の還元3

銅と酸素が分かれて還元完了だね☆

ねこ吉

悲しい話や…。

酸化銅の還元の実験

では、酸化銅の還元の実験を見てみよう。

「酸化銅」は黒色の物質だね!

酸化銅2g

これを還元して銅にもどすよ!

ねこ吉

炭素を連れてくるんだね。

うん。下の写真が炭素だよ。

炭素0.2g

酸化銅と炭素を混ぜて、かき混ぜるよ!

銅と酸素を混ぜる

この時点では、まだ還元は起きていないよ!

ねこ吉

どうすれば還元が起きるの?

この、酸化銅と炭素の混合物を加熱すればいいんだ。

では、さっそく実験動画を見てみよう!

ポイントは2つ!

  • 酸化銅は酸素と分かれ、銅になる。
  • 炭素は酸素とくっつき、二酸化炭素になる

の2点だよ!

ねこ吉

おー。めっちゃ反応してる!

ほんとだね!

これにより、「酸化銅」は「銅」になったよ!

還元された銅

銅の「赤褐色せきかっしょく」になっているね。

ねこ吉

10円玉の色だね。

うん。裏から見ると、もっとよく分かるよ!

還元された銅2
ねこ吉

ほんとだ!酸化銅→銅になったんだね!

ところで、

銅と離れた「酸素」はどこにいったか分かるかな?

ねこ吉

「炭素」とくっついたんでしょ?

その通り。酸素は銅と離れ、炭素とくっついたんだ!

では、炭素と酸素がくっつくと、何になるかな?

ねこ吉

えーと、何だろう?

この実験では、炭素と酸素がくっついて、二酸化炭素になったんだよ!

実験動画で「石灰水」が白く濁っているね!

これは二酸化炭素が発生した証拠なんだ!

しっかりと、覚えておこうね!

ねこ吉

はーい!

酸化銅の還元の化学反応式

最後に銅の酸化(燃焼)の化学反応式を確認しよう!

酸化銅の還元で使う化学式

まずは化学式の確認だよ。

酸化銅の化学式は

CuO  だね。

モデル(絵)で書くと

sankadou

だね。

炭素の化学式は

C  だね。

モデル(絵)で書くと

tanso

だね。

次に、

銅の化学式は

Cu  だね。

モデル(絵)で書くと

dou

だね。

最後に、

二酸化炭素の化学式は

CO2  だね。

モデル(絵)で書くと

二酸化炭素分子

だね。

まずはこの化学式をしっかりと覚えてね!

ねこ吉

化学式を正確に覚えないと、化学反応式は書けないんだよね!

そうそう。特に、

「酸化銅」は銅と酸素が1つずつ

というところをしっかりと覚えようね!

炭素を使った酸化銅の還元の化学反応式

では、炭素を使った

酸化銅の還元の化学反応式を確認しよう。

酸化銅の還元の化学反応式は下のとおりだよ!

2CuO + C → 2Cu + CO2

だよ!

ねこ吉

先生、式の書き方はどうだっけ?

では、1から解説するね。

まず、日本語で化学反応式を書いてみよう!

① 酸化銅 + 炭素 → 銅 + 二酸化炭素

(慣れたら省略していいよ。)

次に、①の日本語を化学式にそれぞれ変えるよ。

② CuO + C → Cu + CO2

だね。

これで完成にしたいけれど、

CuO + C → Cu + CO2

sankadou + tanso → dougensi + 二酸化炭素分子

このままでは、矢印の左と右で原子の数が合っていないね。

ねこ吉

矢印の左側に酸素原子が1つ足りないね。

うん。

この場合は両側で原子の数を合わせないといけないんだよ。

それでは係数をつけて、原子の個数を矢印の左右でそろえていくよ。

係数は化学式の前、

酸化銅の炭素による還元

のピンクの四角の中にしか書いてはいけないね。

右下の小さい数字を書いたり変えたりしないでね。

それでは係数を書いて、左右の原子の個数をそろえよう。

酸化銅の炭素による還元

sankadou + tanso → dougensi + 二酸化炭素分子

今、矢印の左側の酸素原子が1個たりないね。

足りない所を増やしていけば、いつか必ず数がそろうよ。

では、左側の酸化銅の前に係数をつけて、増やしてみよう。

酸化銅の炭素による還元2

sankadou + tanso → dougensi + 二酸化炭素分子

sankadou

これで左右の酸素原子の数がそろったね!

ねこ吉

だけど、銅原子の数が合わなくなってしまったよ!

うん。では、今度は矢印の右側に銅を増やそう。

足りない所を増やしていけば、いつか必ず数がそろうからね。

酸化銅の炭素による還元3

sankadou + tanso → dougensi + 二酸化炭素分子

sankadou        dou

これで、矢印の左右で原子の数がそろったね。

つまり、化学反応式の完成なんだね。

炭素による酸化銅の還元の化学反応式

2CuO + C → 2Cu + CO2

だね!

水素を使った酸化銅の還元の化学反応式

これで解説は終わりなんだけど、

酸化銅は、炭素の代わりに水素を使っても還元ができるんだ。

その場合の化学反応式も解説して終わりにするよ!

水素を使った酸化銅の還元の化学反応式は下のとおりだよ!

CuO + H2 → Cu + H2O

だよ!

水素を使うと、還元後に水ができると覚えておこう。

それさえ覚えておけば、後は簡単だよ!

では化学反応式の書き方を1から確認しよう。

まず、日本語で化学反応式を書いてみよう!

① 酸化銅 + 水素 → 銅 + 水

(慣れたら省略していいよ。)

次に、①の日本語を化学式にそれぞれ変えるよ。

② CuO + H2 → Cu + H2O

だね。

矢印の左と右の原子の数を確認しよう。

sankadou +  suisobunsi → 銅原子 + 水分子

  • 銅原子が1つ
  • 水素原子が2つ
  • 酸素原子が1つ

と、矢印の左右で原子の数がそろっているね。

この場合は「係数」という大きい数字をつけて数合わせをしないでいいね!

だから、これで化学反応式は完成なんだ!

水素による酸化銅の還元の化学反応式

CuO + H2 → Cu + H2O

だね!

化学反応式が苦手な人は、下のボタンから学習してみてね!

他の中学2年実験解説は下のリンクを使ってね!

実験動画つきでしっかり学習できるよ!

ねこ吉

またねー

さわにいは、登録者5万人のYouTuberです。

中学の成績を上げたい人は、ぜひYouTubeも見てみてね!

また、2022年10月に学習参考書も出版しました。よろしくお願いします。

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この記事を書いた人

東京を拠点に活動する教育フリーランス  専門は理科教育学  所持教員免許は中学と高校の理科  

理科の教材や学習法を研究中!
さまざまな出版社の理科教材や解説を作成してます。

ツイッターでは理科のポイントや勉強の仕方、さわにいの考えを発信しています。

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