このページは中学校２年理科『化学』／takaの授業記録2003です

　実験４　銅の酸化
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　2004　1　28（水）
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　第１理科室

前時の鉄に続いて、『銅』の酸化。今日は粉沫の『銅』を使う。火力を最大にすれば、悪くないデータが得られる。また、酸化される時の色の変化は、とても綺麗なので生徒達は喜ぶ。 銅＋　酸素→　酸化銅 ２Ｃｕ＋　Ｏ２→　２ＣｕＯ （写真右）燃焼皿に銅粉0.5ｇをのせて加熱する。右下から酸化が始まっている。

＜班で準備するもの＞ ・　銅粉（６ｇ） ・　燃焼皿 ・　薬さじ ・　ガスバーナー ・　三脚と金網 ・　濡れたぞうきん ・　ピンセット（２） ・　薬包紙 ・　電子てんびん ・　セロハンテープ

＜教師が準備するもの＞ ・　同　左 ・　回収した酸化銅をいれるビーカー

　＜授業の流れ＞
　１　導入から予想・実験手順まで
　　「今日は銅を空気中で加熱します。方法は、前の時間の鉄とほぼ同じですが、今日は『粉』です。
　　初めの重さを測ってから、燃焼皿にのせて加熱し、それだけ酸素が化合したか調べます。銅がた
　　っぷりあれば、好きな重さで実験してもらいたいのですが、ちょっと足りないので、各班に６ｇ
　　ずつ配ります。それを上ざらてんびんを使って、0.5ｇ、1ｇ、1.5ｇ、2ｇに分けて下さい。あ
　　まった１ｇはプリントに貼るために残しておきます。」
　　
　　「さて、重さの測り方ですが、今日は薬包紙を使いません。直接、燃焼皿の入れて測って下さい。
　　つまり、電子てんびんに燃焼皿を置いて、てんびんの目盛りを０にリセットして、そこに銅粉を
　　少しずつ入れます。銅粉の入れ方も確認します。薬さじに銅粉を載せて、それを、薬さじの持っ
　　ている部分を、とんとんとんと空いている方の指に当てて、目盛りを見ながら少しずつ入れます。
　　薬さじを水平にしたままです。」

　　「そして、燃焼皿に入れた銅粉を加熱するのですが、できるだけ皿いっぱいに広げてから加熱し
　　て下さい。どうしてか分かりますか？」

　　「そうですね。空気じゃなくて、酸素とたくさん反応させるためです。ガスバーナーの火力も最
　　大にします。空気ネジをいっぱいに開いて、ごおーっと音がするまでにします。では、加熱しま
　　すよ。見える人は見てて下さい（下の連続写真）。」

→

→

→

→

　　「ほら、あっと言う間に変化します。綺麗ですね。その様子も発見として自分の言葉で記録し
　　て下さい。反応が終わったと思っても、しばらく加熱し、さらに薬さじで掻き混ぜて下さい。
　　下になっている銅もしっかり酸化させないと、実験データが悪くなります。完全に反応すると、
　　炭のように真っ黒になります。そして、これ以上できなくいと判断したら電子てんびんで重さ
　　を測りますが、無茶苦茶熱いので危険です。ピンセットで摘んだら、べたべたの雑巾の上に乗
　　せて下さい。」

「こんな感じ。（じゅうーーー）ね、火傷したら大変ですね。燃焼皿の下の部分だけでなく、横も冷して下さい（写真右）。」 「（じゅー、じゅー）そして、十分に冷えたら皿の下を見て、水で重さが変わらないか確認して・・・テッシュで拭かなくても、余熱で蒸発すると思います。上手に冷して下さい。」

　　「そして、電子てんびんで測ったら終了です。黒板にデータを発表して、それをグラフに
　　します。班員全員が早く正確にできた班には、銅を追加して、クラスのために2.5ｇ、3ｇ、
　　3.5ｇ、4ｇの実験データをとってもらいます。では、始め！」

　２　生徒実験
　　教師は、机間巡視しながら安全を呼び掛ける。
　　早くできた班には、適当な量の銅粉を追加する。

　　次の観点などから、反応前と後の物質を調べさせる。

＜比較する観点＞ 　　・　色 　　・　手触り 　　・　におい 　　・　磁　性 　　・　電流の伝導性 　　・　目で見た様子 　　・　その他

　　

　◎　黒板に発表されたデータ
　　　　　　はじめの重さ
　　　　　　　　↓
　　　　　　加熱後の重さ
　
　　　
　３　実験データの処理（銅の酸化）
　　「では、グラフの書き方を確認します。まず、原点は通りますか？」
　　「はい、通りますね。銅粉０ｇをどれだけ加熱しても０です。」

「次に、はじめの重さと加熱後の重さを使って点をとります。点をとったら、全ての点を通らない１本の線を書きます。つまり、定規を出して、原点に合わせて、グラフ上に書いた点の平均になるように定規を動かして、ちょうど真ん中になったら、すっと１本ひきます。これでできあがり。できた班から合格印を出しますが、横軸と縦軸の名前がないと合格にしません。」

　４　本時のまとめ
　　銅（空気中で加熱する、化合・酸化）→　酸化銅
　　２Ｃｕ＋　Ｏ２→　２ＣｕＯ

　５　どうして重くなったのか？
　　「銅は加熱すると、どうして重くなったのですか？」
　　「はい、よく分かりましたね。酸素と化合した分だけ重くなったのですね。プリントにもまとめ
　　ておきましょう。」
　　「そして、途中から、どれだけ加熱しても重さが変わらなくなりましたね。これはどうしてですか？」
　　「うーん、これは難しいかな？　では、Ｊ君！」
　　「正解。限界になったからですね。酸素と化合する割り合いには限界があるのですね。これもまと
　　めてます。だから、銅を追加すればたくさんの酸素と反応しますが、その割り合いは一定なので、
　　グラフにすると比例関係になるのです。まっすぐなグラフになった人は、正確な実験をしたことに
　　なります。」

　　授業を終えて
　　実験のポイントは、ガスバーナーの火力。空気ネジが外れる限界まで開き、過剰な空気で炎が
　　消えるぐらいにごーおーーー、っとやる。そうすれば、ほぼ完全にした酸化した暗黒色の物質
　　（酸化銅）になる。グラフにしても美しい。

　　なお、酸化してできた酸化銅は『薬包紙』に包んで名前を書かせて保管し、この後で行う実験
　　『酸化銅の還元』で使う。

　　＜参考試料＞
　　銅を使った硬貨
　　500円：　銅とニッケルの合金（白銅）
　　100円：　銅とニッケルの合金（白銅）
　　50円：　銅とニッケルの合金（白銅）
　　10円：　銅とスズ・亜鉛の合金（青銅、青銅からできた錆『緑青ろくしょう』の色）
　　５円：　銅と亜鉛の合金（黄銅、真鍮しんちゅう）

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