・問題のコツ

反応前後の量の問題を解くコツは、「ちょうどいい条件」を見つけてあげることだと思います。

例えば、「銅と酸素は4:1で反応する(=銅4gに対して酸素が1g反応する)」というのはよく聞く話だと思います。

今回の反応は「酸化銅+炭素→銅+二酸化炭素」ですが、同じように「酸化銅何gに対して炭素が何g反応するか」を考えてみることにします。

実験1を見ると、「酸化銅4.0gに対して炭素が0.3g反応する=4.0:0.3で反応する」というのが「ちょうどいい条件」ということが分かります。(投稿者さんも比を計算しようとしているので、そこは分かったかと思います)

・「ちょうどいい条件」か？

今回の問題では、酸化銅6.0gに炭素0.5gを混ぜて反応させています。

ここで重要なのは、問題文で与えられている酸化銅6.0gに対して炭素0.5gというのは「ちょうどいい条件」とは限らないということです。

つまり、①炭素は全て反応したが、酸化銅は多すぎて余る可能性と②酸化銅は全て反応したが、炭素は多すぎて余る可能性があります。

①仮に炭素0.5gが全て反応した場合、反応に必要な酸化銅は4.0:0.3=x:0.5で、x=6.66…gとなります。今回酸化銅は6.0gしかないので、これはおかしいですね。

②仮に酸化銅6.0gが全て反応した場合、反応に必要な炭素は4.0:0.3=6.0:xで、x=0.45gとなります。つまり、0.5-0.45=0.05gの炭素は反応せず余るということです。

(実際に問題を解くときも、2つの可能性を考えて2つの計算を行う必要があります)

以上の計算より、酸化銅6.0gに対して炭素0.5gというのは「ちょうどいい条件」ではなく、②酸化銅6.0gは全て反応するが、炭素は0.05g余ることが分かります。

・問題を解く

ここまでで大事なのは「今回の反応は酸化銅6.0gが完全に反応する」ということです。

実験1の結果は、「酸化銅4.0gが完全に反応するとき、炭素は0.3g必要である。その結果、銅は3.2g生成され、二酸化炭素は4.0+0.3-3.2=0.9g生成される」というように読み取れます。

つまり、問題文の条件では全て1.5倍して、「酸化銅6.0gが完全に反応したのだから、炭素は0.3×1.5=0.45g必要である。その結果、銅は3.2×1.5=4.8g生成され、二酸化炭素は0.9×1.5=1.35g生成される」ということになります。

(さっきみたいに全て比で求めてもいいです)

・解答

ⅰ. 加熱後の固体の質量

加熱後の固体は、「生成された銅4.8g+反応せず余った炭素0.05g」なので、4.85g。

ⅱ. 発生した気体の質量

上記の通り、0.9×1.5=1.35g。(もしくは酸化銅:二酸化炭素で比をとって、4.0:0.9=6.0:xでx=1.35g)

文章にするとこんな長くなるのですが、必要な計算は少ないので考え方(コツ)が分かればすぐ解けるようになると思います。

(と言いつつ答え違ったらごめんなさい！)