問題
次の酸化と還元に関する説明について、正しいものはどれか。
(1) 物質が酸素を失う反応を酸化という。
(2) 水素を受け取る反応を酸化という。
(3) 酸化銅から銅ができる反応は、銅が酸化された反応である。
(4) 酸化とは電子を受け取る反応であり、還元とは電子を失う反応である。
(5) 酸化銅を水素で加熱して銅と水が生じる反応では、酸化銅は還元されている。
危険物取扱者乙種４類｜酸化と還元を解説
酸化と還元は、酸素、水素、電子の移動に注目して判断するのが基本です。正解は(5)です。酸化銅を水素で加熱すると、酸化銅は酸素を失って銅になるため還元されています。反対に、水素は酸素と結びついて水になるため酸化されています。
(1) 物質が酸素を失う反応を酸化という。
不適切です。酸素を失う反応は酸化ではなく還元です。酸化とは、物質が酸素と結びつく反応をいいます。たとえば、銅が酸素と結びついて酸化銅になる反応は酸化です。逆に、酸化銅から酸素が取り除かれて銅になる反応は還元です。酸素の増減で判断する場合は、「酸素を得ると酸化、酸素を失うと還元」と覚えると整理しやすいです。
(2) 水素を受け取る反応を酸化という。
不適切です。水素を受け取る反応は酸化ではなく還元です。酸化と還元は、酸素だけでなく水素の移動でも判断できます。水素を失う反応は酸化、水素を受け取る反応は還元です。酸素の場合とは逆の関係になるため、混同しやすいところです。試験では「酸素を受け取る」と「水素を受け取る」を入れ替えて出題されることがあるため、注意が必要です。
(3) 酸化銅から銅ができる反応は、銅が酸化された反応である。
不適切です。酸化銅から銅ができる反応では、酸化銅が酸素を失って銅になります。これは酸化ではなく還元です。酸化銅は、すでに銅が酸素と結びついた物質です。そこから酸素が取り除かれて金属銅に戻るため、「銅が酸化された」のではなく、「酸化銅が還元された」と判断します。物質名に「酸化」と付いているため酸化反応と考えたくなりますが、反応の前後で酸素がどう動いたかを見ることが大切です。
(4) 酸化とは電子を受け取る反応であり、還元とは電子を失う反応である。
不適切です。電子の移動で考える場合、酸化は電子を失う反応、還元は電子を受け取る反応です。この選択肢は酸化と還元の説明が逆になっています。電子は目に見えないため難しく感じやすいですが、「電子を失うと酸化、電子を得ると還元」と覚えます。危険物取扱者試験では、酸素や水素による判断が中心ですが、電子の移動による定義も出題されることがあります。
(5) 酸化銅を水素で加熱して銅と水が生じる反応では、酸化銅は還元されている。
適切です。酸化銅を水素で加熱すると、酸化銅の酸素が水素と結びついて水ができ、酸化銅は酸素を失って銅になります。酸素を失う反応は還元なので、酸化銅は還元されています。この反応では、酸化銅が還元される一方で、水素は酸素と結びついて水になるため酸化されています。酸化と還元は単独で起こるのではなく、一方が酸化されると同時に、もう一方が還元される関係にあります。
この問題で覚えるポイント
酸化とは、物質が酸素と結びつく反応、または水素を失う反応、または電子を失う反応です。還元とは、物質が酸素を失う反応、または水素と結びつく反応、または電子を受け取る反応です。酸素で判断する場合は「酸素を得ると酸化、酸素を失うと還元」、水素で判断する場合は「水素を失うと酸化、水素を得ると還元」、電子で判断する場合は「電子を失うと酸化、電子を得ると還元」と整理します。酸化銅が銅になる反応は、酸化銅が酸素を失うため還元です。銅が酸化銅になる反応は、銅が酸素と結びつくため酸化です。酸化と還元は同時に起こる反応であり、ある物質が酸化されると、別の物質は還元されます。試験では、物質名に「酸化」と付いているかではなく、反応の前後で酸素、水素、電子がどう移動したかを確認することが正誤判断に直結します。
ひっかけポイント
酸化と還元の問題では、「酸素を失う」「水素を受け取る」「電子を受け取る」など、似た表現を逆にして誤答を誘う出題がよくあります。特に、酸素を失う反応を酸化と勘違いしやすい点に注意が必要です。また、「酸化銅」という名前に引っ張られて、酸化銅から銅になる反応を酸化反応だと判断してしまうことがあります。しかし、正誤判断では物質名ではなく、反応の前後で何を得たか、何を失ったかを見ます。酸素を得るか失うか、水素を得るか失うか、電子を得るか失うかを一つずつ確認すれば、同じテーマの問題でも安定して判断できます。
