【中学講座 中2理科】 3.水の電気分解

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水の電気分解

前々回は炭酸水素ナトリウムの熱分解について。

前回は酸化銀の熱分解について学習を進めてきました。

今日は分解の中でも電気ビリビリパワーで分解する「電気分解」について学習を進めていきます。電気分解は「水の電気分解」をマスターすれば中学2年内容は大丈夫です。「塩化銅水溶液の電気分解」は中3内容でしっかり学習します。

まず実験を始める前に、純粋な水には電流が流れにくいということを覚えておいてください。ということは、水そのままでは電気分解ができないということになります。
電流が流れやすいように、水に水酸化ナトリウムを溶かしておかなければなりません。
水酸化ナトリウムを溶かした水を、電気分解装置に入れ電流を流します。

水の電気分解

電源装置の+極につないだ電極を陽極、-極につないだ電極を陰極と言います。
上図からもわかるように、陽極からは酸素が発生し、陰極からは水素が発生しています。発生する気体の体積比は、酸素:水素=1:2 になります。

発生した気体の調べ方は大丈夫でしょうか?酸素は、線香の火を近づけると炎を上げて激しく燃える。でしたね。水素は、マッチの火を近づけると音を立てて燃える。でしたね。
このときの化学変化を式で表してみると、

水 → 水素 + 酸素

になります。しっかり覚えてください。

 

【水の電気分解】ポイントのまとめ

  • 純粋な水には電流が流れにくいので、水酸化ナトリウムを溶かして小さな電圧で電気分解ができるようにする。
  • 陽極からは、酸素が発生する。酸素に線香の火を近づけると、炎を上げて激しく燃える。
  • 陰極からは、水素が発生する。水素にマッチの火を近づけると、音を立てて燃える。
  • 陽極(酸素)と陰極(水素)から発生する気体の体積比は1:2になる。

 

 

説明動画を見よう!

 

 

問題をダウンロードしてください!

 

 

 

【問題】水の電気分解

水を電気分解するために、下図のように、電気分解装置の中に物質Xを溶かした水を入れ、電流を流したところ、それぞれの電極に気体が発生した。次の各問いに答えよ。

水の電気分解2

 

(1) 水の電気分解をするとき、物質Xを溶かした水を使う。物質Xは何か。

 

(2) (1)のように物質Xを水に溶かす理由を簡潔に答えよ。

 

(3) 気体Aが発生した電極は電源装置の+極に接続されている。この電極は何極と呼ばれるか。

 

(4) 発生した気体Aと気体Bの名称をそれぞれ答えよ。

 

(5) 発生した気体Aを調べる方法と、その結果を簡潔に答えよ。

 

(6) 発生した気体Bを調べる方法と、その結果を簡潔に答えよ。

 

(7) 発生した気体Aと気体Bの体積の比を答えよ。

 

(8) このように電流を流して、物質を分解する方法を何というか。

 

 

 

 

 

 

【解答】水の電気分解

(1) 水酸化ナトリウム

(2) 小さな電圧で電気分解を進めるため。(純粋な水には電流が流れにくいから。)

(3) 陽極

(4) A:酸素 B:水素

(5) 線香の火を近づけると炎を上げて激しく燃える。

(6) マッチの火を近づけると音を立てて燃える。

(7) 気体A:気体B=1:2

(8) 電気分解

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