酸化と還元を反応の変化から説明する
金属やその酸化物を含む七つの資料を使い、酸化と還元の根拠を確かめる14問と六つの記述課題です。
学年・内容の目安 中学校第2学年「理科」（酸化と還元）。授業の復習や教材の準備に使えます。公開教材の利用条件を確認し、年少の生徒には講師が紙の教材を用意します。
学習内容や既習事項に合わせて使う独自の練習です。文部科学省の認定教材や、教科書・入試の全範囲を網羅する教材ではありません。
中学校理科第1分野(4)ア(イ)㋑「化学変化における酸化と還元」に関連する補助教材です。
解説を読む
反応の前後で、どの物質に酸素が加わり、どの物質から酸素が取れたかをたどります。一つの反応を二つの物質の側から見ることもあります。
必要な予備知識
化学式のOを酸素の記号として読み、反応の前後で原子の組み合わせが変わること。
- この練習では酸素の移り方に注目する。物質が酸素と結び付く変化を酸化、酸化物から酸素が取れる変化を還元と呼ぶ。
- 酸化物から別の物質へ酸素が移る反応では、酸化される側と還元される側を分けて考える。
- 色や質量の変化は手がかりになる。酸素が関係したと説明するには、反応前後の物質や条件も確かめる。
解き方の例
金属の粒子と酸素が結び付き、金属の酸化物になったと分かれば、その金属は酸化されたと判断できます。
よくある間違い
- 酸素を受け取った側と失った側を逆にする。
- 色が黒くなれば、何の物質でも酸化したと判断する。
- 還元で取れた酸素の原子がなくなると考える。
観察と考え方を講師と確かめる
反応の前後で酸素を含む物質を見つけ、酸化・還元をどの物質の側から述べたかを示します。
中学校で扱う酸素の受け渡しに絞った紙上の練習です。電子を使う一般の定義、実験操作、反応の安全な条件は扱いません。
読む文章・資料
銅と酸素から酸化銅へ
銅Cuが酸素O₂と反応して酸化銅CuOになりました。この記録では、銅の表面は赤みのある色から黒い色に変わり、生成物の主成分をCuOと確かめました。
銅を酸化物から取り出す
モデルの反応は2CuO ＋ C → 2Cu ＋ CO₂です。酸化銅と炭素から、銅と二酸化炭素ができる場合を表します。ほかの生成物はこのモデルに含めません。
酸化銅から水へ酸素が移る
酸化銅CuOに水素H₂が反応して銅Cuと水H₂Oができるとします。反応をCuO ＋ H₂ → Cu ＋ H₂Oと表します。
空気中で酸化物ができる
マグネシウムMgの一部が酸化して、空気中の酸素と結び付き、酸化マグネシウムMgOになりました。記録には白い固体とあります。MgOになった部分を考えます。
金属を空気に置いた二つの記録
記録Eでは、鉄の表面に赤さびができ、分析で酸素を含む鉄の化合物が見つかりました。記録Fでは別の金属板の表面が暗く見えましたが、新しくできた物質や酸素との反応を調べていません。
酸化鉄から鉄を取り出すモデル
この資料は酸化鉄Fe₂O₃から鉄Feができ、一酸化炭素COから二酸化炭素CO₂ができる反応を表します。式はFe₂O₃ ＋ 3CO → 2Fe ＋ 3CO₂です。
酸化物に入った酸素の数
開いた容器に銅を置き、酸化銅ができました。紙上のモデルでは、反応前の銅の原子を四個、取り込まれた酸素原子を四個とします。モデルでは外からの銅の出入りはありません。
練習する
選択問題では答えを一つ選び、数値問題では指定された単位で数だけを入力します。観察の根拠や途中の計算は、記述課題で講師と確認します。
入力した答えは、ページを再読み込みするか離れるまで、このページのメモリ上に保持されます。保存済みの下書き、アカウントの成績、自動の宿題提出は作成されません。
自分の答えと記述
確認問題・資料・講師と使う課題
資料：銅と酸素から酸化銅へ
反応で銅に起きた変化はどれですか。
- 酸素と結び付いて酸化した。
- 酸素が取れて還元された。
- 酸素を含む物質のまま、固体から別の状態に変わった。
答えと解説
酸素と結び付いて酸化した。
反応前はCu、反応後はCuOです。銅が酸素と結び付く変化です。
資料：銅と酸素から酸化銅へ
色の記録に加えて、酸化の直接の根拠となるのはどれですか。
- 銅が初めから赤みのある色だった。
- 反応後の固体の主成分がCuOだった。
- 反応後は表面が一様に見えた。
答えと解説
反応後の固体の主成分がCuOだった。
生成物CuOに酸素が含まれ、反応前の銅が酸素と結び付いたと分かります。
資料：銅を酸化物から取り出す
CuOの側の変化について合う説明はどれですか。
- 炭素を受け取って酸化した。
- 酸素を受け取って酸化した。
- 酸素を失って銅に還元された。
答えと解説
酸素を失って銅に還元された。
CuOからOが外れ、銅Cuができます。酸化銅の還元です。
資料：銅を酸化物から取り出す
炭素の側では何が起きましたか。
- 酸化銅から来た酸素と結び付いた。
- 炭素が酸素を手放して銅になった。
- 酸素を取り込まず、炭素のまま残った。
答えと解説
酸化銅から来た酸素と結び付いた。
左のCは右でCO₂に含まれます。酸化銅から来た酸素と結び付いたので、炭素が酸化されました。
資料：酸化銅から水へ酸素が移る
CuOにあった酸素は、反応後の何に入っていますか。
- 銅Cu
- 水H₂O
- 水素H₂
答えと解説
水H₂O
生成物に含まれるOは水H₂Oの中です。銅CuにはOがありません。
資料：酸化銅から水へ酸素が移る
酸化された物質と還元された物質の組はどれですか。
- 酸化されたのは酸化銅、還元されたのは水素。
- 酸化されたのは銅、還元されたのは水。
- 酸化されたのは水素、還元されたのは酸化銅。
答えと解説
酸化されたのは水素、還元されたのは酸化銅。
水素は酸素を受け取り水になり、酸化銅は酸素を失って銅になります。
資料：空気中で酸化物ができる
反応前後のMgを表したものはどれですか。
- Mgの原子が減り、同じ数のOに置き換わる。
- Mgの原子は残り、Oと結び付いた固体になる。
- Mgの原子が並び替わり、Oは固体の成分に加わらない。
答えと解説
Mgの原子は残り、Oと結び付いた固体になる。
MgOの中にもMgがあり、Oと結び付いています。Mg原子がO原子に置き換わる変化ではありません。
資料：空気中で酸化物ができる
白い固体ができたことに加え、酸化の説明に使う根拠はどれですか。
- MgOにはMgとOが含まれ、Oは空気から来た。
- 白い色が反応前の金属と同じだった。
- 実験後に白い固体が現れ、その後に色は変わらなかった。
答えと解説
MgOにはMgとOが含まれ、Oは空気から来た。
色ではなく、Mgが空気の酸素と結び付いてMgOになったことが根拠です。
資料：金属を空気に置いた二つの記録
記録Eから鉄について説明できることはどれですか。
- 鉄が酸素を失い、赤い金属になった。
- 表面の赤さは酸素を含まない鉄を示す。
- 表面の鉄は酸素を含む化合物になった。
答えと解説
表面の鉄は酸素を含む化合物になった。
分析では赤さびに酸素を含む鉄の化合物が見つかっています。
資料：金属を空気に置いた二つの記録
記録Fの暗い表面について、この時点で言えることはどれですか。
- 色の変化は記録できるが、酸化したかは確認が要る。
- 暗くなったので、酸素を受け取ったと判断できる。
- 暗くなったので、酸素を失ったと判断できる。
答えと解説
色の変化は記録できるが、酸化したかは確認が要る。
見た色だけでは、金属が酸素と結び付いたか分かりません。物質の確認が必要です。
資料：酸化鉄から鉄を取り出すモデル
Fe₂O₃のOが移る先はどれですか。
- 反応後の鉄Fe
- 反応後のCO₂
- 反応後のO₂
答えと解説
反応後のCO₂
右側のFeにはOがなく、Fe₂O₃から外れたOはCOに加わりCO₂になります。
資料：酸化鉄から鉄を取り出すモデル
この反応で一酸化炭素COはどう変わりますか。
- 酸素を鉄に渡し、酸素を含まない炭素に変わる。
- 酸素の数を変えず、鉄と同じ物質になる。
- 酸素を受け取って、二酸化炭素になる。
答えと解説
酸素を受け取って、二酸化炭素になる。
COは一つ分につき酸素原子を一つ受け取り、CO₂になります。
資料：酸化物に入った酸素の数
銅だけのときと比べ、できた酸化銅の質量が増えると考える根拠はどれですか。
- 空気から来た酸素が、固体の一部になった。
- 銅の原子一つ一つが、新しい銅の原子を増やした。
- 固体が黒くなったことで、銅の原子の数が増えた。
答えと解説
空気から来た酸素が、固体の一部になった。
モデルでは銅の原子数は四個のままで、空気の酸素が新たに固体に加わります。
資料：酸化物に入った酸素の数
固体だけを数えると、反応後の原子の組はどれですか。
- 銅四個、酸素なし。
- 銅四個、酸素四個。
- 銅なし、酸素四個。
答えと解説
銅四個、酸素四個。
銅は出入りせず四個のままです。取り込まれた酸素原子四個が固体に加わります。
観察と考え方を講師と確かめる
資料：銅と酸素から酸化銅へ
銅の色以外に何を根拠として、酸化したと説明できますか。
答えと解説
反応前の銅はCuで、反応後の主成分はCuOです。銅に酸素が結び付いたという物質の変化が酸化の根拠です。
物質の式と観察した色の情報を区別します。
- 銅Cuと酸化銅CuOを反応の前後に対応させる。
- 色だけでなく、Oが加わったことを酸化の根拠にする。
資料：銅を酸化物から取り出す
CuOとCの両方の側から、この反応を説明しましょう。
答えと解説
CuOは酸素を失ってCuになり、還元されます。その酸素を受け取ったCはCO₂になり、酸化されます。
同じ反応の中に、酸素を渡す側と受け取る側があります。
- 酸化銅の側でOを失い、銅になることを示す。
- 炭素の側でOを受け取り、二酸化炭素になることを示す。
資料：酸化銅から水へ酸素が移る
反応前のCuOのOとH₂をたどり、水ができる理由を書きましょう。
答えと解説
CuOのOはCuから外れて、H₂の水素と結び付きます。生成物の水H₂OのOは、反応前にはCuOにあった酸素です。
酸素はなくならず、別の生成物の一部になります。
- CuOからOが離れ、Cuが残ると示す。
- Oが水素と結び付き、水H₂Oの一部になると示す。
資料：空気中で酸化物ができる
MgOに含まれる原子を使って、マグネシウムが酸化したことを説明しましょう。
答えと解説
MgOにはMgとOが含まれます。空気中から来たOがMgと結び付いたため、反応したマグネシウムは酸化されました。
白い色だけで、どの物質ができたかは判断しません。
- MgOのMgは反応前のマグネシウムに由来すると示す。
- 空気中の酸素がMgと結び付いたことを酸化とする。
資料：金属を空気に置いた二つの記録
EとFで、酸化したと説明するための根拠がどう違うか書きましょう。
答えと解説
Eでは酸素を含む鉄の化合物を見つけており、鉄が酸素と結び付いたと説明できます。Fは見た色しか記録していないので、生成物が酸素を含むかなどを調べます。
観察で分かったことと、まだ確かめていないことを分けます。
- Eでは新しくできた酸素を含む化合物を根拠にする。
- Fでは色の記録と、追加で必要な物質の確認を区別する。
資料：酸化鉄から鉄を取り出すモデル
COの数と式を使い、酸化鉄のOがどこへ移るか説明しましょう。
答えと解説
Fe₂O₃のOは三個分です。三つ分のCOがそれぞれOを一個分受け取り、三つ分のCO₂になります。酸化鉄はOを失って鉄になります。
式の前の数を使うと、酸素原子の移動を一個分ずつ追えます。
- 酸化鉄から離れたOを三個分と示す。
- 三つ分のCOにOが一個分ずつ加わり、三つ分のCO₂になると説明する。
ワークシート
学習内容と参考資料
授業・宿題・次の記録につなげる
観察や測定の結果をもとに、生徒が何を根拠に考えたかを一緒に確かめましょう。印刷する場合は、生徒用には解答を付けず、講師用には解答と記述課題の評価の目安を付けます。年少の生徒には講師が紙の教材を用意します。生徒用のログインを使う場合は、利用条件と同意の手順を確認してください。
講師の方へ
教材にリンクを保存し、必要なときに生徒と共有できます。
この練習問題を保存ワークシート: 酸化と還元を反応の変化から説明する
MomentDesk · https://momentdesk.com/ja/practice/explain-oxidation-and-reduction-from-oxygen-transfer/
反応の前後で酸素を含む物質を見つけ、酸化・還元をどの物質の側から述べたかを示します。
読む文章・資料
銅と酸素から酸化銅へ
銅Cuが酸素O₂と反応して酸化銅CuOになりました。この記録では、銅の表面は赤みのある色から黒い色に変わり、生成物の主成分をCuOと確かめました。
銅を酸化物から取り出す
モデルの反応は2CuO ＋ C → 2Cu ＋ CO₂です。酸化銅と炭素から、銅と二酸化炭素ができる場合を表します。ほかの生成物はこのモデルに含めません。
酸化銅から水へ酸素が移る
酸化銅CuOに水素H₂が反応して銅Cuと水H₂Oができるとします。反応をCuO ＋ H₂ → Cu ＋ H₂Oと表します。
空気中で酸化物ができる
マグネシウムMgの一部が酸化して、空気中の酸素と結び付き、酸化マグネシウムMgOになりました。記録には白い固体とあります。MgOになった部分を考えます。
金属を空気に置いた二つの記録
記録Eでは、鉄の表面に赤さびができ、分析で酸素を含む鉄の化合物が見つかりました。記録Fでは別の金属板の表面が暗く見えましたが、新しくできた物質や酸素との反応を調べていません。
酸化鉄から鉄を取り出すモデル
この資料は酸化鉄Fe₂O₃から鉄Feができ、一酸化炭素COから二酸化炭素CO₂ができる反応を表します。式はFe₂O₃ ＋ 3CO → 2Fe ＋ 3CO₂です。
酸化物に入った酸素の数
開いた容器に銅を置き、酸化銅ができました。紙上のモデルでは、反応前の銅の原子を四個、取り込まれた酸素原子を四個とします。モデルでは外からの銅の出入りはありません。
資料：銅と酸素から酸化銅へ
反応で銅に起きた変化はどれですか。
- 酸素と結び付いて酸化した。
- 酸素が取れて還元された。
- 酸素を含む物質のまま、固体から別の状態に変わった。
途中の計算・単位・理由・確認答え:
資料：銅と酸素から酸化銅へ
色の記録に加えて、酸化の直接の根拠となるのはどれですか。
- 銅が初めから赤みのある色だった。
- 反応後の固体の主成分がCuOだった。
- 反応後は表面が一様に見えた。
途中の計算・単位・理由・確認答え:
資料：銅を酸化物から取り出す
CuOの側の変化について合う説明はどれですか。
- 炭素を受け取って酸化した。
- 酸素を受け取って酸化した。
- 酸素を失って銅に還元された。
途中の計算・単位・理由・確認答え:
資料：銅を酸化物から取り出す
炭素の側では何が起きましたか。
- 酸化銅から来た酸素と結び付いた。
- 炭素が酸素を手放して銅になった。
- 酸素を取り込まず、炭素のまま残った。
途中の計算・単位・理由・確認答え:
資料：酸化銅から水へ酸素が移る
CuOにあった酸素は、反応後の何に入っていますか。
- 銅Cu
- 水H₂O
- 水素H₂
途中の計算・単位・理由・確認答え:
資料：酸化銅から水へ酸素が移る
酸化された物質と還元された物質の組はどれですか。
- 酸化されたのは酸化銅、還元されたのは水素。
- 酸化されたのは銅、還元されたのは水。
- 酸化されたのは水素、還元されたのは酸化銅。
途中の計算・単位・理由・確認答え:
資料：空気中で酸化物ができる
反応前後のMgを表したものはどれですか。
- Mgの原子が減り、同じ数のOに置き換わる。
- Mgの原子は残り、Oと結び付いた固体になる。
- Mgの原子が並び替わり、Oは固体の成分に加わらない。
途中の計算・単位・理由・確認答え:
資料：空気中で酸化物ができる
白い固体ができたことに加え、酸化の説明に使う根拠はどれですか。
- MgOにはMgとOが含まれ、Oは空気から来た。
- 白い色が反応前の金属と同じだった。
- 実験後に白い固体が現れ、その後に色は変わらなかった。
途中の計算・単位・理由・確認答え:
資料：金属を空気に置いた二つの記録
記録Eから鉄について説明できることはどれですか。
- 鉄が酸素を失い、赤い金属になった。
- 表面の赤さは酸素を含まない鉄を示す。
- 表面の鉄は酸素を含む化合物になった。
途中の計算・単位・理由・確認答え:
資料：金属を空気に置いた二つの記録
記録Fの暗い表面について、この時点で言えることはどれですか。
- 色の変化は記録できるが、酸化したかは確認が要る。
- 暗くなったので、酸素を受け取ったと判断できる。
- 暗くなったので、酸素を失ったと判断できる。
途中の計算・単位・理由・確認答え:
資料：酸化鉄から鉄を取り出すモデル
Fe₂O₃のOが移る先はどれですか。
- 反応後の鉄Fe
- 反応後のCO₂
- 反応後のO₂
途中の計算・単位・理由・確認答え:
資料：酸化鉄から鉄を取り出すモデル
この反応で一酸化炭素COはどう変わりますか。
- 酸素を鉄に渡し、酸素を含まない炭素に変わる。
- 酸素の数を変えず、鉄と同じ物質になる。
- 酸素を受け取って、二酸化炭素になる。
途中の計算・単位・理由・確認答え:
資料：酸化物に入った酸素の数
銅だけのときと比べ、できた酸化銅の質量が増えると考える根拠はどれですか。
- 空気から来た酸素が、固体の一部になった。
- 銅の原子一つ一つが、新しい銅の原子を増やした。
- 固体が黒くなったことで、銅の原子の数が増えた。
途中の計算・単位・理由・確認答え:
資料：酸化物に入った酸素の数
固体だけを数えると、反応後の原子の組はどれですか。
- 銅四個、酸素なし。
- 銅四個、酸素四個。
- 銅なし、酸素四個。
途中の計算・単位・理由・確認答え:
観察と考え方を講師と確かめる
ここからは講師と確認する記述問題です。自動採点の点数には含みません。
資料：銅と酸素から酸化銅へ
銅の色以外に何を根拠として、酸化したと説明できますか。
資料：銅を酸化物から取り出す
CuOとCの両方の側から、この反応を説明しましょう。
資料：酸化銅から水へ酸素が移る
反応前のCuOのOとH₂をたどり、水ができる理由を書きましょう。
資料：空気中で酸化物ができる
MgOに含まれる原子を使って、マグネシウムが酸化したことを説明しましょう。
資料：金属を空気に置いた二つの記録
EとFで、酸化したと説明するための根拠がどう違うか書きましょう。
資料：酸化鉄から鉄を取り出すモデル
COの数と式を使い、酸化鉄のOがどこへ移るか説明しましょう。
解答: 酸化と還元を反応の変化から説明する
酸素と結び付いて酸化した。
反応前はCu、反応後はCuOです。銅が酸素と結び付く変化です。
反応後の固体の主成分がCuOだった。
生成物CuOに酸素が含まれ、反応前の銅が酸素と結び付いたと分かります。
酸素を失って銅に還元された。
CuOからOが外れ、銅Cuができます。酸化銅の還元です。
酸化銅から来た酸素と結び付いた。
左のCは右でCO₂に含まれます。酸化銅から来た酸素と結び付いたので、炭素が酸化されました。
水H₂O
生成物に含まれるOは水H₂Oの中です。銅CuにはOがありません。
酸化されたのは水素、還元されたのは酸化銅。
水素は酸素を受け取り水になり、酸化銅は酸素を失って銅になります。
Mgの原子は残り、Oと結び付いた固体になる。
MgOの中にもMgがあり、Oと結び付いています。Mg原子がO原子に置き換わる変化ではありません。
MgOにはMgとOが含まれ、Oは空気から来た。
色ではなく、Mgが空気の酸素と結び付いてMgOになったことが根拠です。
表面の鉄は酸素を含む化合物になった。
分析では赤さびに酸素を含む鉄の化合物が見つかっています。
色の変化は記録できるが、酸化したかは確認が要る。
見た色だけでは、金属が酸素と結び付いたか分かりません。物質の確認が必要です。
反応後のCO₂
右側のFeにはOがなく、Fe₂O₃から外れたOはCOに加わりCO₂になります。
酸素を受け取って、二酸化炭素になる。
COは一つ分につき酸素原子を一つ受け取り、CO₂になります。
空気から来た酸素が、固体の一部になった。
モデルでは銅の原子数は四個のままで、空気の酸素が新たに固体に加わります。
銅四個、酸素四個。
銅は出入りせず四個のままです。取り込まれた酸素原子四個が固体に加わります。
記述問題の解答・確認の観点
資料：銅と酸素から酸化銅へ
銅の色以外に何を根拠として、酸化したと説明できますか。
反応前の銅はCuで、反応後の主成分はCuOです。銅に酸素が結び付いたという物質の変化が酸化の根拠です。
物質の式と観察した色の情報を区別します。
- 銅Cuと酸化銅CuOを反応の前後に対応させる。
- 色だけでなく、Oが加わったことを酸化の根拠にする。
資料：銅を酸化物から取り出す
CuOとCの両方の側から、この反応を説明しましょう。
CuOは酸素を失ってCuになり、還元されます。その酸素を受け取ったCはCO₂になり、酸化されます。
同じ反応の中に、酸素を渡す側と受け取る側があります。
- 酸化銅の側でOを失い、銅になることを示す。
- 炭素の側でOを受け取り、二酸化炭素になることを示す。
資料：酸化銅から水へ酸素が移る
反応前のCuOのOとH₂をたどり、水ができる理由を書きましょう。
CuOのOはCuから外れて、H₂の水素と結び付きます。生成物の水H₂OのOは、反応前にはCuOにあった酸素です。
酸素はなくならず、別の生成物の一部になります。
- CuOからOが離れ、Cuが残ると示す。
- Oが水素と結び付き、水H₂Oの一部になると示す。
資料：空気中で酸化物ができる
MgOに含まれる原子を使って、マグネシウムが酸化したことを説明しましょう。
MgOにはMgとOが含まれます。空気中から来たOがMgと結び付いたため、反応したマグネシウムは酸化されました。
白い色だけで、どの物質ができたかは判断しません。
- MgOのMgは反応前のマグネシウムに由来すると示す。
- 空気中の酸素がMgと結び付いたことを酸化とする。
資料：金属を空気に置いた二つの記録
EとFで、酸化したと説明するための根拠がどう違うか書きましょう。
Eでは酸素を含む鉄の化合物を見つけており、鉄が酸素と結び付いたと説明できます。Fは見た色しか記録していないので、生成物が酸素を含むかなどを調べます。
観察で分かったことと、まだ確かめていないことを分けます。
- Eでは新しくできた酸素を含む化合物を根拠にする。
- Fでは色の記録と、追加で必要な物質の確認を区別する。
資料：酸化鉄から鉄を取り出すモデル
COの数と式を使い、酸化鉄のOがどこへ移るか説明しましょう。
Fe₂O₃のOは三個分です。三つ分のCOがそれぞれOを一個分受け取り、三つ分のCO₂になります。酸化鉄はOを失って鉄になります。
式の前の数を使うと、酸素原子の移動を一個分ずつ追えます。
- 酸化鉄から離れたOを三個分と示す。
- 三つ分のCOにOが一個分ずつ加わり、三つ分のCO₂になると説明する。