【中2理科】水の電気分解

4大分解シリーズの1つ

中学理科で”分解”といえば、「炭酸水素ナトリウムの熱分解」「酸化銀の熱分解」「塩化銅水溶液の電気分解(中3)」そして、今回の「水の電気分解」です。分解の実験は、入試でも非常に出題率が高いとことですから、一気に復習しておきましょう。実験後の変化や違い、実験の注意点などは、特にあいまいにすることなく、おさえておくことが必要です。

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水の電気分解の実験ポイント

水の電気分解

実験前にしておくこと。

(1)水に水酸化ナトリウムを溶かし電気分解装置に入れ電流を流します。
理由:電流が流れやすいようにするため (⇒純粋な水には電流が流れにくいということです)

(2)ゴム管を閉じていたピンチコックを外してから、電源スイッチを入れ、電流を流します。
理由:H字管内の圧力が高くなるのを防ぐため。

水の電気分解の実験

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が、

  • 陽極での結果:酸素が発生します。(⇒確認方法:線香の火を近づけると炎を上げて激しく燃えた)
  • 陰極での結果:水素が発生します。(⇒確認方法:マッチの火を近づけると音を立てて燃えた)
  • 発生する気体の体積比は、酸素:水素=1:2 になることもおさえておきましょう。
  • 化学変化の式では、水 → 水素 + 酸素
  • 化学反応式では、2HO → 2H + O2 

水の電気分解の実験の注意事項

  • 水酸化ナトリウムを溶かした水が目に入ったり、手についたりしたときは、大量の水で洗い流します。
  • 管内に液体を入れるときはピンチコックを閉じておき、電気分解をしている間はビンチコックを開いておきます
  • ゴム栓をはずすときは、ピンチコックを閉じておきます。

水の電気分解の練習問題

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。
水の電気分解問題

(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。
(9) 実験前、ゴム管を閉じていたピンチコックを外してから、電源スイッチを入れる理由を簡潔に答えよ。




水の電気分解の練習問題 解答

(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
(9) H字管内の圧力が高くなるのを防ぐため。