理科ラボ

実験道具 ／ 中学2年 化学

酸化と還元（酸素のうばい合い）

酸化物と、別の物質を混ぜて加熱し、酸素がどちらに移るかを確かめよう。酸化と還元が同時に起こるようすと、酸素との結びつきやすさの順が見えてきます。

使い方

3ステップ
  1. 物質を選ぶ「混ぜて加熱する物質」と「試験管内の酸化物」を1つずつ選びます。
  2. 加熱する「加熱して反応させる」を押すと、物質が試験管に入って加熱されます。
  3. 結果を読む「反応式・結果」に、どちらが酸素を失い（還元）、どちらが酸素と結びついたか（酸化）が出ます。右の図は酸素の受け渡しのイメージです。

全3ミッション。もちろん、自由に組み立ててもOK。

酸化還元反応シミュレーター 酸素の移動

加熱する物質と試験管内の酸化物を選んで反応させる → 酸素がどちらへ移動し、物質がどう変化するかを観察します

混ぜて加熱する物質

試験管内の酸化物

酸素との結びつきやすさ（参考）

Mg > Al > C > Zn > Fe > Pb > H > Cu > Ag > Au
反応あり 反応なし

反応の様子

反応式・結果

物質を選んで「加熱して反応させる」を押してください。

酸素(O)の受け渡しイメージ

-
O
-

やってみよう

ミッションに挑戦

上から順に進めると、少しずつわかるようになっています。「このミッションを始める」を押すと、組み合わせが始めの状態になります。加熱するのは自分で。

ミッション 1

酸化銅を炭素で還元する

酸化銅（CuO）と炭素（C）を混ぜて加熱し、何ができるか見る。

  1. 「加熱して反応させる」を押そう。
  2. 試験管の中の黒い酸化銅は、何色に変わった？
  3. 出ていった気体は何？

見るところ酸化銅の色の変化と、出ていく気体。

やってみたら開こう：わかること

炭素は銅より酸素と結びつきやすいので、酸化銅から酸素をうばう。酸化銅は酸素を失って銅になり（還元）、炭素は酸素と結びついて二酸化炭素になる（酸化）。還元と酸化は同時に起こる。2CuO ＋ C → 2Cu ＋ CO₂

ミッション 2

水素でも還元できる？

酸化銅を水素で還元する。

  1. 「加熱して反応させる」を押そう。
  2. 酸化銅は何に変わった？
  3. 水素は何に変わった？

見るところ酸化銅の変化と、水素が変わったもの。

やってみたら開こう：わかること

水素も銅より酸素と結びつきやすいので、酸化銅を還元できる。酸化銅は銅になり、水素は酸素と結びついて水になる。CuO ＋ H₂ → Cu ＋ H₂O

ミッション 3

炭素で酸化マグネシウムは？

炭素と酸化マグネシウムを加熱し、反応が起きるか確かめる。

  1. 「加熱して反応させる」を押そう。反応した？
  2. 「混ぜて加熱する物質」をマグネシウム（Mg）、「試験管内の酸化物」を銅（Cu）にして、もう一度加熱しよう。
  3. マグネシウム・炭素・銅を、酸素と結びつきやすい順に並べよう。

見るところ反応が起きる組み合わせと、起きない組み合わせ。

やってみたら開こう：わかること

マグネシウムは炭素より酸素と結びつきやすいので、炭素では酸化マグネシウムを還元できない。酸素と結びつきやすい順は Mg ＞ C ＞ Cu。マグネシウムは二酸化炭素の中でも燃え続け、炭素が残る。

この道具でわかること

わかること
還元酸化物が酸素をうばわれる化学変化
酸化物質が酸素と結びつく化学変化
同時に起こる酸化物が還元されるとき、相手の物質は酸化される
結びつきやすさ（中学）Mg ＞ C ＞ Cu。結びつきやすい物質が、相手の酸化物から酸素をうばう

左の「酸素との結びつきやすさ（参考）」は、反応を考えやすくした目安の順です。実際の反応は温度などの条件でも変わります。

酸化銅の還元教材金属の酸化と質量の変化実験道具イオン化傾向（金属を水溶液に入れる）実験道具

この実験道具は、現役の理科の先生が作ったシミュレーターを、作者の許可を得て理科ラボ向けに編集したものです。値や動きは学習用の模型で、実際の実験の結果と同じになるとは限りません。