みなさんこんにちは。受験Dr.の久米です。
本日は酸化銅の燃焼計算についてお話しします。
酸化銅の計算は、中学受験の燃焼計算の中で最頻出です。
その計算パターンは4種類に分かれます。
① 全ての銅が酸素と結びつくもの(例題1)
② 一部の銅だけが酸素と結びつくもの(例題2)
③ 銅とマグネシウムの混合物質が酸素と結びつくもの
➃ 酸化銅が炭素と結びついて銅に還元されるもの
今回は①と②を学習します。
銅が燃焼すると酸素と結びついて酸化銅となります。
このときの重さの比は、銅4に対して酸素が1、酸化銅が5となります。
したがって、この反応は 銅➃+酸素①=酸化銅⑤ という式で表すことができます。
(ちなみに、金属が燃焼するときに結び付く酸素の比は必ず問題文中に出てきます。
暗記する必要はありません。)
① 全ての銅が酸素と結びつくもの
例題1
銅4gを十分に加熱すると酸素1gが結びついて酸化銅5gになります。
酸化銅8gにふくまれる酸素は何gですか。
解答
銅➃+酸素①=酸化銅⑤
⑤=8gなので、酸素の重さは①=8÷5=1.6g
このパターンは簡単です。絶対に落とさないようにしましょう。
② 一部の銅だけが酸素と結びつくもの
例題2
銅10gを加熱したところ、銅の一部が燃焼せずに残り、重さは11.2gになりました。
このとき、反応せずに残った銅は何gですか。
例題2の一般的な解答
加熱したことによって増えた酸素の量は11.2-10=1.2g…①
➃=1.2×4=4.8g…酸素と結びついた銅
反応しなかった銅は10-4.8=5.2g
この例題2、上の一般的な解答は、小学生にとって意味がつかみづらいものです。
私が今年担当したお子さん(海城中に進学)も理解できませんでした。
そこで重要なのが「同じ要素ごとに式を並べて書く意識」です。
例題2の分かりやすい解答
例題2の式を要素ごとに並べて書いてみました。
酸素と結びついて反応した銅の重さを➃、酸素と結びつかず反応しなかった銅の重さを㋐とします。

一番下の式は 10+①=11.2となっているので、
①の重さが11.2-10=1.2gと分かります。
したがって➃=1.2×4=4.8g…酸素と結びついた銅の重さ
㋐=10-4.8=5.2g
また、この式は、縦の要素をたし算すると下の数になります。
一番左は、酸素と結びついた銅➃g+反応しなかった銅㋐g=反応前の銅の重さ10gとなりますし、
まん中は、酸素①g+酸素0g=酸素①g、
一番右は、酸化銅⑤g+反応しなかった銅㋐g=反応後の重さ11.2gとなります。
例題2のやり方を理解できたら、次の例題3を解いてみましょう。
例題3
銅8gを十分に加熱したところ、酸素2gと結びついて酸化銅10gができました。
このとき、次の問いに答えなさい。
⑴ 銅0.4gを十分に加熱したとき、加熱後にできた酸化銅の重さは何gですか。
⑵ 銅を十分に加熱したところ、加熱後にできた酸化銅の重さは18gになりました。
もとの銅の重さは何gですか。
⑶ 銅4.8gを加熱したところ、加熱後の重さが5.6gになりました。
このとき、酸素と結びついていない銅は何gありますか。
⑴ 銅➃+酸素①=酸化銅⑤ ➃=0.4gなので、①=0.4÷4=0.1g
酸化銅の重さは⑤=0.5g
⑵ 銅➃+酸素①=酸化銅⑤ ⑤=18gなので、①=18÷5=3.6g
銅の重さは➃=3.6×4=14.4g
⑶
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①=5.6-4.8=0.8g
➃=0.8×4=3.2g
㋐=4.8-3.2=1.6g
それではまた。
受験Dr.、久米でした。

