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2017.06.26

浦和校中3理科の授業[電気分解]

理科の授業も、単元学習はいよいよ終盤にかかりました。6月は「化学変化とイオン」を学習しています。今日はイオンの勉強です。

 

【次の液体に炭素棒を電極として電圧をかけるとき、どのような反応が起こるか説明しなさい】

①うすい塩酸 ②うすい水酸化ナトリウム水溶液 ③食塩水 ④砂糖水 ⑤純水

 

「ではいきましょう。どれからでもいいので説明できるものはありますか?」 『⑤の純水と④の砂糖水何の反応も起こりません』 「説明は?」 『電流が流れるのにはイオンの存在が必要ですが、純水にはイオンがありません。砂糖は非電解質なので電離してイオンになることはありません』 「よろしい、次は?」 『①のうすい塩酸は陰極側から水素、陽極側から塩素が発生します。』 「説明できる?」 『はい、塩酸はHCl→H⁺+Cl⁻ と電離するので、陰極では2H⁺+2e⁻→H₂となって水素が発生し、陽極では2Cl⁻→Cl₂+2e⁻となって塩素が発生します』 「順調順調。残りもいきましょうか。」 『じゃ、②のうすい水酸化ナトリウム溶液でいきます。これは水の電気分解のときにやったやつだから、陰極側から水素、陽極側から酸素が発生します。』 「そうだったね、説明できるかな?」 『まず、水酸化ナトリウムはNaOH→Na⁺+OH⁻ と電離して、あれこの後どうなるんですか?』 「ちょっと難しいね。水の電気分解を教えたときにはイオンには触れていなかったからね。じゃ先生が説明しよう。これはイオン化傾向というものに関係があってNaはイオン化傾向が大きいのでイオンのままの状態でいるため、陰極では水が電気分解されて、2H₂O+2e⁻→H₂+2OH⁻ となって水素が発生し、陽極では4OH⁻ →O₂+2H₂O +4e⁻ となって酸素が発生するんだ。水の電気分解を教えたときには、イオンには触れずに2H₂O→2H₂+O₂という化学反応式を勉強したんだね。わかったかな?」 『はい。そういうことだったんですね。じゃ、③の食塩水は、食塩はNaCl→Na⁺+ Cl⁻ と電離するけどNa⁺はイオンのままの状態でいるため、陰極では水が電気分解されて、2H₂O+2e⁻→H₂+2OH⁻ となって水素が発生し、陽極では2Cl⁻→Cl₂+2e⁻ となって塩素が発生するでいいんですか?』 「その通り。今日も中学校の教科書レベルを超えちゃったな、ここらで終了としましょう」

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