(1)例題 下図のように、陽イオン交換膜で仕切られた電気分解実験装置に塩化ナトリウム水溶液を入れ、電気分解を行った。陽極と陰極で発生する気体と、陽イオン交換膜を通過するイオンを答えよ。 (2017年センター試験本試化学第2問問5) (2)例題の答案 各電極での反応は以下の通りである。 陽極:2Cl - → Cl 2 + 2e - 陰極:2H 2 O + 2e - → H 2 + 2OH - よって、陽極では塩素、陰極では水素が発生する。 また、陽イオン交換膜は、陽イオンだけ通過させ、陰イオンは通さない。陽極側ではCl - が消費され、陰極側ではOH - が生成する。そのため、陽極側の電荷は正に偏り、陰極側の電荷は負に偏る。この偏りを解消するために、ナトリウムイオンが陽極側から陰極側へ移動する。 (3)解法のポイント 陽イオン交換膜法と呼ばれる、水酸化ナトリウムの製法です。 陽極・陰極での反応や、陽イオン交換膜でイオンの移動は理解しておきましょう。 以下に、電気分解における反応の考え方をまとめておきます。 ①電気分解における陰極の反応の順番 ②電気分解における陽極の反応の順番
A.水に電流を流すことで、水が水素と酸素に分解することです。 電極間に電流を流すことによって、陽極と陰極では以下のようにそれぞれの電気化学反応が発生します。 陽極では水が電子を放出して「水素イオン」と「酸素ガス」が発生し、陰極では電子を得て「水酸化物イオン」と「水素ガス」が発生します。 小学校や中学校で習う水の電気分解では一般的に電流を流しやすくするため、水に水酸化ナトリウムなどを溶かした水溶液を使います。 ただし、この水酸化ナトリウムは劇薬のため、使用する際には直接手に触れないようにするなど、安全面での注意が必要です。 Q.どうして水酸化ナトリウムを入れるの? A.水は電気を流しません。 不純物を含まない水のことを純水と呼び、絶縁体に分類されます。 しかし、わたしたちが普段使っている水道水は、微量ですが導電性を示します。これは、水道水にカルシウムなどのミネラル分や微量の塩素分(殺菌目的)が入っていて、これら成分がイオンとなって水道水に導電性を持たせているためです。 電気分解の実験では水に電気を流さなければなりませんが、水道水の導電性では足りないため、より多くの電気を流す必要があります。そこで電気を流しやすくするために水酸化ナトリウムなどの電解質(イオン)を水に入れます。 【なぜ水酸化ナトリウムがよく使われているのか?】 水酸化ナトリウム以外の薬品を電気分解実験に使うことはできるのでしょうか? 答えはYES。 硫酸カリウムなど比較的人体に影響の小さい電解質を使っても電気分解実験は行えます。ただし、注意しなければならないのは電解質の種類によって導電性が異なるという点です。 以下に電解質のモル導電率を示します。 この表を見てわかるように、水酸化ナトリウムは他の電解質と比較してモル導電率が高いと言えます。 これは水酸化物イオン(OH - )は他の陰イオンと比較してとても動きやすい(導電性が高い)性質を持っているからです。 このようにモル導電率の高い電解質を使うことによって、水の導電性を高くして電気分解しやすくするという目的から電気分解実験には水酸化ナトリウムが多く使われています。また硫酸カリウム水溶液を使った電気分解実験では、硫酸カリウムの導電性が水酸化ナトリウムより低いため、電気分解する時間が長めに必要です。(同じ印加電圧の場合) Q.電極のゴム栓から水溶液がこぼれてくるのを防ぐには?
よぉ、桜木建二だ。今回は水の電気分解について勉強していこう。 水を化学式で表すと H2O であることはみんなも知っているよな。「水は化合物だから分解できないはず…」そう気付けたやつは勘がいいぞ! 電気分解を使えば、化合物も分解することができるんだ。化学に詳しいライターAyumiと一緒に解説していくぞ。 解説/桜木建二 「ドラゴン桜」主人公の桜木建二。物語内では落ちこぼれ高校・龍山高校を進学校に立て直した手腕を持つ。学生から社会人まで幅広く、学びのナビゲート役を務める。 ライター/Ayumi 理系出身の元塾講師。わかるから面白い、面白いからもっと知りたくなるのが化学!まずは身近な例を使って楽しみながら考えさせることで、多くの生徒を志望校合格に導いた。 1. 海水から微量リチウムを抽出、濃縮できる電気化学セルを開発 | Chem-Station (ケムステ). 水の化学構造を知ろう image by iStockphoto 水は水素原子2つと酸素分子1つからなる化合物 で、化学式では H 2 O で表されます。また、酸とアルカリの単元では、 水の中の一部の水分子は水素イオン H + と水酸化物イオン OH – というイオンのカタチになって存在している という話をしましたね。このことから、水分子は水中でこのように存在しているといえます。 H 2 O → H + + OH – これが水の電気分解で重要な1つめのイオン式(電離式)です。 1-1. 水素イオンの考え方 では「そもそも水素イオン H + の + って何?」と考えたことはありませんか?ここからは少し難しい話しになるので、中学レベルで100%理解する必要はありません。「ふーん」と参考程度に聞いてくださいね。 まず、水素原子というものはプラスの電気を帯びた陽子1つとマイナスの電気を帯びた電子1つを持っています。このとき、電気の状態を見れば(+1)+(-1)で0になっているのがわかりますね。つまり、 H ±0 の状態です。 しかしその原子の状態というのは構造的に不安定で、持っている電子を失うことで安定したイオンになります。つまり、0の状態からマイナスの電気を帯びた電子が引かれるので-(-1)となりますね。つまり+1、 H + (+1の1は省略)になるというわけです。 1-2. 水酸化物イオン、酸化物イオンの考え方 では水酸化物イオン OH – についても同様に考えてみましょう。水素イオンは H + で帯びている電気の状態が+1であれば、酸素原子がイオンになったらどのように表されるでしょうか。 答えは-2です。水酸化物イオン OH – (-1)は水素イオンは H + (+1)と酸素のイオン(酸化物イオン)からできています。そこでこの差を計算すると(-1)-(+1)で-2.
というと 陽極 4OH⁻ → O₂+4e⁻+2H₂O ・・・④ 陰極 4H₂O+4e⁻→2H₂+4OH⁻ ・・・・・⑤ で4e⁻という電子の数を陽極と陰極でそろえるためである。そして④+⑤をすると 4OH⁻ +2H₂O+ 2H₂O + 4e⁻ →O₂+ 4e⁻ + 2H₂O +2H₂+ 4OH⁻ 両辺で同じものを消すと 2H₂O → 2H₂+O₂ になる。水分子2個が 2個の水素分子と1個の酸素分子になる。 これを示すために 教科書では③を2倍した形で書いてある。 化学反応式で書きなさいという問題では ③を書く。 問題の中に⑤のように係数が一部分でも書かれてある次のような問題 4H₂O+( )e⁻ → 2H₂+( )OH⁻ の( )に当てはまる数字を答えなさい。 とあれば、4と答える。 気体の体積を図から求める 最近の出題では、目盛りの上で読み取る問題よりもこのような問題が多い。 下に行くほど値が大きくなる目盛りである 1目盛りは0. 1mLよりその十分の一 0. 01mLまで、目分量で読み取る。 ここでは6. 1mLと6. 2mLの間にあり、6. 1mLの目盛りの方が近い 6. 14mLと読める。 6. 13mL、6. 15mLでも正解である。(測定誤差も正解になっている) 酸素と水素の体積比 陰極で発生した12. 29mLが水素 陽極で発生した6. 14mLが酸素」であるということが分かっていることが条件 水素:酸素=12. 29:6. 14≒2:1 簡単な整数比で 水素:酸素=2:1になる。 酸素原子と水素原子の質量比 酸素の質量が0. 008g、水素の質量が0. 001gである。 埼玉県の問題では図4が与えられていて、原子の質量比を考えさせている。 水素のと酸素の気体の質量比は1:8である。水分子1つは水素原子2個と酸素原子1個からできているので、原子1個当たりの質量比で考えると0. 5:8である。よって水素原子と酸素原子の質量比を簡単な整数比で表すと1:16となる。 これらの問題は高校レベルの問題である。(大学受験レベル) しかし、 電気分解 の実験の過程で原理を見出し、理解するというのが2022年度からの学習指導要領なので、 「次の文章を読んで、最も適するものを次の中から選びなさい」 という問題では出る可能性が高い。
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何故、水酸化ナトリウム水溶液を電気分解すると、陽極に酸素、陰極に水素があつまるのですか? 先日、理科の時間に電気分解の実験をしました。水酸化ナトリウム水溶液を分解しました。 この実験で陽極に酸素、陰極に水素が集まることは分かりましたが、なぜ陽極に酸素、陰極に水素が集まるのかが 分かりません。電気の流れに関係しているのでしょうか? 分かりにくくてすいません。 ちなみに中学2年生です。 化学 ・ 123, 038 閲覧 ・ xmlns="> 25 10人 が共感しています ベストアンサー このベストアンサーは投票で選ばれました 理解できるかどうかわからんけどな。 あれ? 今の中学校でも電気分解を教えてるんでしたっけ? もし教えているとしても、アルカリ溶液の電気分解はややこしいので範囲外だと思うけど、まあせっかくだからおじさんが教えてあげます ミ ゚ ~゚ミ 授業で電気分解の実験をするということは、水酸化ナトリウム NaOH が水中でナトリウムイオン Na+ と水酸化物イオン OH- に解離(かいり)するということは知っていますよね?
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激流を制するは静水 - Niconico Video
投稿者: あず さん 激流に身を任せ同化する 2014年11月07日 22:52:23 投稿 登録タグ 東方 多々良小傘 めっっっっちゃ可愛い○○シリーズ 種族:めっっっっちゃ可愛い 激流に身を任せどうかしている 2021年08月05日 12:59:50 やばい… おはようございます。 #8月4日は橋姫の日 だったそうですね。 いやほんと… 2012年12月11日 19:53:23 しりとり なんだこのメンバー。文章の都合上こんなツラあわせ。***(追記)2コマめ左… 2021年08月02日 19:03:42 ビーチパラソル小傘 小傘「…日焼け止め、塗ってくれる?」
投稿者: Oton. さん 激流に身を任せ同化する 2017年02月14日 16:29:36 投稿 登録タグ アニメ けものフレンズ トキ トキ(けものフレンズ) 北斗の拳ジャパリまん味 野生解放