二つの注射と銅の関係

質問

海外の高校に通っているものです。
分からない問題があったので、皆様に教えていただきたく思い
日本語に訳させていただきました。わかりにくいところがありましたら
なんでもお申し付けください。
どうかよろしくおねがいします。
まず二つの注射機があります
Ａの方１００ＣＭ３の空気が入ってて、Ｂの方はまったく入っ
ておらず
注射機も閉じたままです（０のところに固定されていると言う
意味です）
そしてその間にチューブとそのチューブの中に暖めた銅がおい
てあります。
Ａの注射器を圧した時にＢのものとかの変化はどうなるでしょ
うか？
この実験の時に暖めた銅がＣＵ２Ｏへと変化します。
１．実験機器が空気で酸素のパーセンテージを測定するのにど
のように使われる
か述べなさい。
２．次に酸素がこの実験で様々な変化をとげました。（oxide
ionとoxygen atom)
それぞれの粒子が電子となった場合どのようになりますか？図
でどのようになるか
示してください。
oxygen atom oxide ion３．２で書いた酸化物イオンで起きた電子変化（？）を述べな
さい
４．電子に関して、酸化物イオンへの酸素原子の変更がreduction
と呼ばれている理由を
述べなさい。

分かりにくいと思いますが本当によろしくおねがいします。

回答No.3

noname#160321

１．「暖める」のではなく「強熱する」のだと思います。酸素が(活性化された)銅と反応し
Ｏ2 ＋ ２Ｃu → ２ＣuＯ
となり、空気中の酸素が消費されますから、銅が過剰にあり完全に酸素が消費されれば元の体積の約２０％が減少します。
２． 酸素原子（oxygen atom)は：Ｏ：：(２ｓ電子二つと、２ｐ電子四つ）。
>それぞれの粒子が電子となった場合どのようになりますか？
意味が全く分りません。だって酸素原子は電子にはならないから。
３．酸化物イオン(oxide ion）は：Ｏ：：：^(2-)（２ｓ電子二つと、２ｐ電子六つ)なので
Ｏ ＋ 2e- → Ｏ^(2-)
４．reductionとは電子を受け取ることなので酸素原子が酸化物イオンになることは還元(reduction)に当たります。

ついでに
>describe how the asparatus is used to messure the percentage in air
綴りが間違っています。appratus(装置),measure(測定する)
この装置でも空気の体積が減った分が酸素（21％）、｛残りのうちアルゴン(1%)、窒素(78%)｝であることが分ります。

回答No.2

danishefsk

２，３，４も日本語の問題文を見ているとなんとも難しそうですが...。

１についてです。
Ａの方１００ＣＭ３の空気が入ってて、Ｂの方はまったく入っておらず ...

→Cuが酸化されると酸素が消費されます。空気中の酸素が消費されたならば、体積が減るはずです。これは、理解できますよね？

従ってＡの注射器を圧した時にＢがどのような状態になるか？というと、
熱せられているところが銅の入っているところだけで、注射器A,Bが同じ温
度であれば（中の空気の温度が同じという意味）Bの注射器は100cm3の目盛
りまでピストンが動かずにとまります。

どのように使われるか？
という問いに関していえば、空気中の酸素を加熱Cuで完全に消費させ、その際の体積減少量を測定し、
元の空気中の酸素のモル分率（＝　酸素のモル数　÷（酸素のモル数＋窒素のモル数））
を算出するというような答えになりますでしょうか。
（実験としては、完全に消費させるところがミソです）

つまり、体積の減少割合がわかるのです。これでモル数ベースの%濃度が
出ますね。重量%にするには酸素、窒素の分子量を考慮して計算式を立て
ればよいことになります。ここより先は考えてみてください。

なお、空気中には二酸化炭素、極微量のアルゴンなども含まれているので
酸素のモル分率は正確には
酸素のモル数　÷（酸素のモル数＋窒素のモル数＋二酸化炭素のモル数＋アルゴンのモル数）
となります。

回答No.1

danishefsk

すみませんが、英語のまま問題文を書いていただけますか？
せっかくの日本語訳なのですがだ、わかりにくいので...。

なお、課題の丸投げはルール違反なので
どこまでがわかっていて、どこから考えても判らないのかを
明記したほうが良いかと思います。

補足

どうもありがとうございます。

２と３と４については
酸化と還元についてかけばなんとかなるように
思いましたのでそれはそのままにしておきます。
なお
問題の説明文は図を見て自分が書いたものなので
あれでわからないところがありましたら何でもお申し付けください。
describe how the asparatus is used to messure the percentage in air
水上置換法などの方法で酸素を得る方法や
酸化還元反応の定義などから様々な方法で１を考えたり
調べたりしたのですが、使っている化学辞書（教科書含む）にもインターネットの方にもの
載ってなかったために
こちらでお聞きしました。濃度の％をしるにはどのような方法をとることでわかりますか？公式などでもよろしいのでご存知でしたらどうかよろしくお願いします。