酸化数の問題でどうしてもわからないものがあります。

質問

次の化学式から酸化されているものはどれか？
という問題でわからないものがあります。

１．2KBr+CL{2}→2KCL+Br{2}　下線はCL{2}
２．2Cu{2}S+30{2}→2Cu{2}O+2So{2}　下線は2Cu{2}
３．CaC{2}+2H{2}O→Ca(OH){2}+2SO{2}　下線はCa
４．2Na+2C{2}H{5}OH→2C{2}H{5}ONa+H{2}　下線はNa
５．C+2H{2}SO{4}→CO2+2SO{2}+2H{2}0　下線はS

以上のような問題です。
わかりにくくて申し訳ございませんが、
｛　｝は小文字をあらわしております。

この問題で下線部が酸化されているものは４番になるとの解説なのですが、
解説が結構簡略化されていて化学が苦手な私にはさっぱりわからないのです。

参考書をみてわかったのは、
単体例えばＨ｛２｝やＣで存在しているときは酸化数０で、
化合物中に存在しているＨは+1になりＯは-2になるということです。

１．2KBr+CL{2}→2KCL+Br{2}　下線はCL{2}
この問題はＣＬが酸化数０で2KCLになったので、
酸化数はー１なので、還元されています。
しかしＣＬがー１になったというのはＣＬ＝－１と暗記していたからわかっていただけであって、これは暗記するしかないのでしょうか？

２．2Cu{2}S+30{2}→2Cu{2}O+2So{2}　下線は2Cu{2}
は解説には酸化も還元もされていないとかいてあるのですが、
Ｏがくっついているので、還元されているようにも見えます。

こんな感じで考え方の根本がわかっていない感じがします。
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E9%85%B8%E5%8C%96%E6%95%B0
このページでは酸化数がのっているのですが、
これを丸暗記するしかないのでしょうか？

お詳しい方私のような苦手でもわかるように
教えていただけませんでしょうか？

回答No.6

watico · ベストアンサー

ANo.2です。追加のご質問の返事。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　↓Cの間違いでしょ？
３．CaC{2}+2H{2}O→Ca(OH){2}+2SO{2}　下線はCa
については、仰るとおりです。

４．2Na+2C{2}H{5}OH→2C{2}H{5}ONa+H{2}　下線はNa
について、
これは高校化学の中でも高度な反応式です、物質名で言って
ナトリウム　＋　エタノール　→　ナトリウムエトキシド　＋　水素

ナトリウムイオン　と　エトキシドイオン　のイオン化合物です
　Na+　　　　　　　　　　C2H5O-

あまり一般的な物質ではない、知っていないと計算できないと思います。
やはり化合物中の　Na　は　＋１　と決めてかかるのが速いでしょう。

５．C+2H{2}SO{4}→CO2+2SO{2}+2H{2}0　下線はS

　　Ｈ２ＳＯ４
(+1)*2 + □ + (-2)*4　　酸化数は＋６ですね。

　　ＳＯ２
　□ + (-2)*2　　酸化数は＋４ですね。

諦めずに泣かずにがんばってください。

お礼

やっと理解できた気がします！

選択肢から一番わかりやすそうなのが、
正解だったりすることに今気づきました（＾＾；）

みなさまいろいろと教えていただきありがとうございました！

回答No.5

noname#62864

満点回答への道のりは遠いですし、説明は難しいですが、８０％正解レベルでの説明はさほど困難ではありませんので、８０％レベルの方で説明します。

まず、両辺で単体の有無を考えましょう。
化学反応式ですので、式に含まれるすべての物質は変化します。したがって、一部の例外を除けば、単体は単体以外のもの（すなわち『化合物』）に変化します。あるいは逆に化合物が単体に変化する場合もあります。
こうした変化では必ず酸化数の変化を伴います。なぜなら、単体を構成している原子の酸化数は常に０ですが、化合物中の原子に酸化数は０にはならないからです（ただし、有機化合物中では形式的に０になる場合もあります）。

それに基づいて問題を眺めますと、1では単体のCl2がCl-になっています。つまり、Clの酸化数が減少していることになり、Clは還元されたことになります。酸化と還元は常にペアで起こりますので、じゃあ、何が酸化されたかといえばBrということになります。
2では単体のO2が形式的にO2-になっています。Cuの酸化数は変化していないので（これがわからないと言われると実はかなり困るのですが）、消去法でSが酸化されたことになります。
3ではそもそも反応式が間違っており、アセチレン(C2H2)が生じているはずですが、これは酸化還元反応ではありません。
4では単体のNaがNa+になっているので、Naが酸化されたことになります。還元されたのは何かと言えば右辺で単体となっているHです。
5では（この反応が実際に起こるかどうかは知りませんが）単体のCがCO2になっているのでCが酸化されていることになります。化合物中の酸素の酸化数の基本は-2ですからね。例外としては過酸化水素の-1というのがありますけどね。

まあ、そんなこんなで取りあえず単体に注目して下さい。それに絡めて上述の消去法も有効かもしれません。ただし、それを過信すると足下をすくわれます。あくまで満点解答ではないことをお忘れなく。

以前、もう少し詳しい回答を書きましたので参考URLにのせておきます。

参考URL：

http://oshiete1.goo.ne.jp/qa1865144.html

お礼

わかりやすいご回答ありがとうございます！

３のところなのですが、
＞ではそもそも反応式が間違っており、アセチレン(C2H2)が生じているはずですが、これは酸化還元反応ではありません。

確かにかきまちがえでアセチレンでした。
すばらしい知識ですね。

それと酸化還元反応ではありません。とありますが、
CaC{2}+2H{2}O→Ca(OH){2}+C{2}H{2}　下線はCa
CaC{2}はCa2+でCa(OH){2}でもCa2+になるという考え方でもよろしいでしょうか？かわってないから酸化も還元もしていない。

4はたしかにＮaだけみれば当然イオン結合ですから、Ｎａ+になって+1なので、酸化していますね。

5はＣが酸化されていればもう片方は還元するというルールみたいなものがあるのでしょうか？
またＯに関してみれば2H{2}0になっているので、
２-×４→2-になっているので、酸化しているといえるのでしょうか。

またひとつ思ったのですが、
化合物中や単体では分子は+と-がうちけしあって、
中性になろうとするという性質があるのでしょうか？

やっと理解はできてきたのですが、
また疑問がでてきました（＾＾；）
すみません。

回答No.4

htms42

酸化・還元反応には電子の移動が伴います。
単原子イオンの場合、電子の移動の判断は簡単です。
ＮａがＮａ＋に変わるという変化やＣｌ２がＣｌ－に変わるという変化では酸化数という考え方を知らなくても判断できます。むしろ出来てもらわないと困ることなのです。

Ｎａ→Ｎａ＋＋ｅ－
Ｃｌ２＋２ｅ－→２Ｃｌ－

酸化数はイオンでない化合物、共有結合を含む分子やイオンに対してイオンでの考え方を当てはめる場合のものです。（イオンでないものにイオンとしての考え方を無理に当てはめますので結合の考え方に混乱を引き起こしてしまうことが多いです。）
酸化数を決める規則の中にはイオンの場合の酸化・還元の判断と矛盾しないようにつなぐという内容の項目が含まれています。

酸化数の規則よりも先にイオンの酸化・還元の判断があるということを踏まえて置いてください。価数が変化すれば電子が移動しています。
単原子イオンの価数は酸化・還元の単元よりも前に出てきていることのはずです。典型元素のイオンの価数は周期表の位置から知ることが出来るというのは化学の最初の方で学習することではないでしょうか。酸化数を習って初めてイオンの価数の判断が出来るのではありません。でも残念ながらＮａＣｌのなかのＮａの価数を決めるのに酸化数が必要だと思っている高校生が多いです。価数は酸化数では決めることが出来ません。決まると思ってしまうと立ち往生してしまいます。

＞しかしＣＬがー１になったというのはＣＬ＝－１と暗記していたからわかっていただけであって、これは暗記するしかないのでしょうか？

「暗記するしかない」と書いてあることから判断すると周期表の位置から判断できるとは考えていないようですね。
語呂合わせまで出回っている周期表は何のために必要なんでしょうか。
語呂合わせで憶えても憶えただけでは何の意味もありません。（語呂合わせで憶えたことだけで答えることが出来るような問題をだす大学があるということが一番の問題かもしれません。そういう大学があればそういう問題を高校でも出します。）

イオンの価数の判断が先だということで
ＣｕＯとＣｕＣｌ２でＣｕの酸化数が同じだということがでてきます。
イオンの価数が変わらなければ電子の移動は起こらないので酸化・還元反応ではなくなるのです。
（Ｃｕ２ＳとＣｕ２Ｏでも同じです。
ただこの場合、実際に起こる反応は多分
Ｃｕ２Ｓ＋２Ｏ２→２ＣｕＯ＋ＳＯ２
だと思います。これだとＣｕもＳも酸化されます。）

Ｏだけを特別扱いする酸化・還元の考え方からでる必要があります。
酸化数の規則の中にはＯを手がかりにしたものがあります。これはＯが化合物の中に現れる場合が多いということと電気陰性度が大きいという理由です。

ついでに書いておきます。
単体と化合物が出てくる反応は全て酸化・還元反応です。
単体では同じ種類の原子が結合しています。化合物になると異なる種類の原子が結合します。酸化数が必ず変化します。

歴史的なことで言うと
金属の化合物から金属を取り出すことを還元と呼んでいました。その逆を酸化と呼ぶとすると酸化は金属が金属の化合物に変わることです。
ただ還元は古い言葉ですが酸化は新しい言葉です。意味の混乱もありました。（「酸化＝ｏｘｉｄａｔｉｏｎ」はラボアジェの作った言葉だといわれています。でもラボアジェが使ったｏｘｉｄａｔｉｏｎの意味は現在使っている意味の酸化ではありません。）

回答No.3

toumei123

計算式がありますが、化学が得意ではないということなので極々簡単に説明します。

酸化還元とは原子1個当たりの酸素原子、水素原子数の変化と言えます。厳密にいえば少し違ってきますが、高校化学ではこれで十分です。
それを踏まえて左辺から右辺で数が変わっている物を探せば答えが見つかるかと思います。
（原子1個当たり）酸素1個増えれば+2水素が1個増えていれば-1です。

回答No.2

watico

［酸化数］＝［電子を放出した（与えた）数］
吸収した（もらった）場合は負の数と考えます。

１．2KBr+CL{2}→2KCL+Br{2}　下線はCL{2}

green8810さんが勉強された様に単体のは全て酸化数０です。
　KCl　はカリウムイオン　K+　と塩化物イオン　Cl-　から成るイオン化合物です。イオンの酸化数はそのイオンの価数と同じになりますので　KCl　中の　Cl　の酸化数は　-1　。
単体中の原子（この場合　Cl　原子は電子を放出も吸収もしていないので）は酸化数０。
Cl-　等陰イオンは原子が電子をその価数と同じ数だけ（この場合は一個）吸収して出来たものだから酸化数は、－［イオンの価数］。

２．2Cu{2}S+30{2}→2Cu{2}O+2So{2}　下線は2Cu{2}

　Cu2S　は　Cu+　と　S2-　のイオン化合物
　Cu2O　は　Cu+　と　O2-　のイオン化合物
なのでCuの酸化数はどちらも＋１。
Cu+　等陰イオンは原子が電子をその価数と同じ数だけ（この場合は一個）放出して出来たものだから酸化数は、＋［イオンの価数］。

酸化されているか　還元されているか、
与えているか　もらっているか　はどうして判るか。
覚えてしまうと言うのも一つの手ではあります。
green8810さんの覚えたように化合物中で　H　はほとんどの場合酸化数　＋１　ですし、化合物中で　O　はほとんどの場合酸化数　－２　です。

酸化還元は電気陰性度（高校化学でも教わると思います。）の大小で決まります。
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E9%9B%BB%E6%B0%97%E9%99%B0%E6%80%A7%E5%BA%A6

　O　は全ての元素の中で２番目に電気陰性度が大きいので化合物中ではいつも還元されているのですが、希にフッ化酸素　OF2　の様に　O　が酸化される場合もあります。

しかしこの電気陰性度を全部覚えるわけにもいかないので、green8810さんが勉強されたように
「単体は０」と　H,C,O,Cl,S　など良く出てくるものいくつか　と
「イオンの酸化数はイオンの価数に同じ」を覚えておけばほとんどの場合に対処できると思います。

勉強がんばってください。

お礼

ご回答ありがとうございます！

アドバイスいただいたとおりに、
とりあえずは「単体は０」と　H,C,O,Cl,S　の
価数を覚えて見たいと思います。

続けて考えてみたのですが、

３．CaC{2}+2H{2}O→Ca(OH){2}+2SO{2}　下線はCa

はCa2+とC-が２個でイオン結合
Ca(OH){2}はCa2+とOH-が２個になって、
Cuは+2→+2で変わらない。

４．2Na+2C{2}H{5}OH→2C{2}H{5}ONa+H{2}　下線はNa
Ｎａは単体なので０
2C{2}H{5}ONaはＯ２－とＨ+×５個とＮａ+
とＣ．．．ちょっとこれはわかりません（＾＾；）

５．C+2H{2}SO{4}→CO2+2SO{2}+2H{2}0　下線はS
2H{2}SO{4}Ｈ+は+4になってSOは...
これもちょっとわからないです(^^;)

泣きたくなってきました。
どうやればいいのでしょうか？

ほんと、何から何まで聞いてすみません。

回答No.1

Ichitsubo

酸化数はある程度覚えておいた方が良いけれど、
計算で出せるので、その出し方を理解する方が重要です。

ところでLと言う元素はありませんがCLというのはClのことでしょうか？Soと言う元素もないのですがSとOではありませんか？
細かいようですが、そのあたりをおろそかにしているのができない理由の一つとして見受けられます。

また、下線が1の問題でCl2の2にまでかかっていることはありません。
酸化数はあくまで原子1個あたりについてのものなので。
先生が間違って引っ張ったとしても、それはあくまで間違いです。

>参考書をみてわかったのは、(略)
参考書を見ないと分からなかったのは重症ですよ。授業中に出てきてますからね、これほど重要なことは。

1.KCl中のClの酸化数の考え方ですが、KClは金属元素のカリウムと非金属元素の塩素の化合物ですからイオン結合だというのが見て取れます。ということはカリウムはK^+になっているし、塩素はCl^-になっています。
○　単原子イオンの酸化数は、そのイオンの価数に等しい
のでKCl中のClの酸化数は-1であると「容易に」判断できるのです。

2.1.と同様にCu2Sはイオン結合の物質なのでCu^+とS^2-だとわかります。Cuは普段はCu^2+になりますが、硫黄の陰イオンにはS^2-しかないは明白なので(周期表とか陽イオン・陰イオンの生成のところでかならず勉強しています)、Cu^+だと分かります。