中学 理科

水の電気分解

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水は分解できるの?

mizu炭酸水素ナトリウムや,酸化銀は熱で分解されました。では私たちの一番身近な存在(?)の,水は加熱すると分解されるのでしょうか?

これは中学1年で習ったとおりですね。水は加熱すると水蒸気になります。「蒸発」という,液体から気体になる状態変化でした。水が水蒸気になっただけで,この水蒸気を冷ませばまた液体の水に戻ります。別のものに分かれる「分解」ではなさそうですね。

では,水は分解できないのでしょうか?・・・できます。電気を流せば

水の電気分解

アルファベットの“H”の形をし/た,H字管の中に水を入れて電気分解すれば良いのですが,蒸留水は電気分解できません。なぜか?というと,水はほとんど電気を通さないからです。電気を通しやすくするため,水酸化ナトリウムを混ぜた水(うすい水酸化ナトリウム水溶液)を使用します。

さて,このH字管に電極を取り付け,水酸化ナトリウム水溶液に電流を流していくと,-(マイナス)極側,+(プラス)極側にそれぞれ気体が発生します。

  • -極側に,マッチの火を近づけてみました。すると,ポンと音を立てて燃えました。ということは,-極側からは水素が発生していることがわかります。
  • +極側に火のついた線香を入れると,線香は激しく燃え上がりました。ということは,+極側からは酸素が発生していることがわかります。
  • 発生した気体の体積は,水素が酸素の約2倍でした。

まとめ

  • 水は,電気を流すことで,酸素と水素に分解されました。
  • このように,電気を流して物質を分解することを電気分解と言います。

化学反応式

2H2O → 2H2 + O2

 チェック問題

1.次の【1】~【3】に入る語句の組み合わせとして適切なものを選択肢から選びましょう。

水を電気分解すると,+極側から【1】が,-極側から【2】が発生した。発生した気体の体積は,【1】が【2】の約【3】だった。

選択肢:

  • ア:【1】水素 【2】酸素 【3】2倍
  • イ:【1】水素 【2】酸素 【3】半分
  • ウ:【1】酸素 【2】水素 【3】2倍
  • エ:【1】酸素 【2】水素 【3】半分

2.水を電気分解するとき,水の代わりにうすい水酸化ナトリウム水溶液を使いました。その理由を書きましょう。

チェック問題の解答例

1.

  • ー極側から水素,-極側から酸素が発生するので,【2】が水素,【1】が酸素になります。
  • 気体の体積は,水素が酸素の2倍→【1】酸素は【2】水素の【3】半分,ということになります。

(答え)

2.水単独で電気分解をするのが難しい理由は・・・。(答え)を参照してください。

(答え)例・同意文ならOKです。

  • 水に電流を通しやすくするため。
  • (純粋な)水は電流を通しにくいため。など







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