• ”いやになる”ほど理科を勉強して、いやに”なるほど”理科が納得できるサイトです

水の電気分解の問題~難しい? ポイントは化学反応式が書けること~

・水の電気分解の問題が解けない
・テストまでに何を勉強していいかわからない

という人の悩みを解決します。
 こんにちは。頭文字(あたまもんじ)Dです。
 中学生に勉強を教えてかれこれ25年以上になります。その経験を活かして、「授業を聞いても理科がわからない人」を「なるほど、そういうことだったのか」と納得してもらおうとこの記事を書いています。
 今回は、中学2年生理科 化学変化の単元の中から「水の電気分解」の問題の解き方を説明します。
 この問題を苦手にしている中学生は非常に多いです。
 その理由は
・物質の名前が紛らわしいこと
・化学反応式を問われること

です。
 そのため、「問題を見るのも嫌」という人が多いのです。
 でも、見方を変えると
ワンパターンな問題が何回も出る
といえます。(笑)
 炭酸水素ナトリウムの熱分解の問題と同じく、水の電気分解もワンパターン問題が繰り返し出ていることに気付くでしょう。
 そこで今回は、テストに出てくるパターンを中心に説明していきます。
 よく出てくる問題ばかりを集め、「物質に関する問題」「実験操作に関する問題」に分けて説明しています。
 おそらく、この2つの問題がきちんとできるようになれば、十分だと思います。
 出題形式が変更になって、見たことのない問題のように思うこともあるかもしれませんが、基本はここに紹介しただけなので、冷静に思い出せばできるようになっているでしょう。
 なお、水の電気分解の実験の様子は、こちらをご覧ください。
https://rika-net.com/outline.php?id=00002057041f&top=1
 また、水の電気分解の説明は、こちらの記事をご覧ください。
水の電気分解~テスト再頻出問題!攻略のカギは”イチ・ニ・サン・スィー・セーフ”で~
 もう一つ、化学式で使う下につける数字を赤字で書いています。ご注意ください。

1 例題による演習 その1

1-1 物質に関わる問題

問題1 水に水酸化ナトリウムを溶かして、電源装置で電圧を加えると、+極(陽極)、ー極(陰極)の両方から気体が発生した。
(1)  陰極に発生した気体に、火のついたマッチを近づけた。どのような変化がおきるか。
(2) (1)の結果から、陰極に発生した気体は何だと考えられるか。
(3) 陽極に発生した気体に、火のついた線香を入れた。どのような変化が起きるか。
(4) (3)の結果から、陽極に発生した気体は何だと考えられるか。
(5) 陰極に発生した気体と、陽極に発生した気体の体積の比は何:何か。
(6) この実験でおこった化学変化を、化学反応式で書きなさい。
(7) この実験のように、1種類の物質が2種類以上の物質に分かれる化学変化を何というか。

1-2 解答と解説(物質に関わる問題)

【解答】
(1) 音がする(音がして燃える)
(2) 水素
(3) 激しく燃える
(4) 酸素
(5) 陰極:陽極=2:1
(6) 2H2O → 2H2 + O2
(7) 分解

【解説】
(1)(2) マッチの火をつけたので、水素かどうかを調べる操作をした。
        火のついたマッチを近づけてポンと音がすれば、「水素」である。
(3)(4) 火のついた線香を入れたので、酸素かどうかを調べる実験をした。
        火のついた線香を入れて線香が激しく燃えれば、「酸素」である。
(5) 陰極に発生する水素と、陽極に発生する酸素の体積の比は、2:1になる。
    覚え方は
      イチ  ニ   サン   スィー  セーフ
      1 : 2 = 酸素 : 水素 = 正 : 負

   です。
    *酸素と水素の位置に気をつけましょう。問題によって順番が変わります。
(6) 水の電気分解の化学反応式は、化学反応式の書き方の基本です。
    だから、テストではよく聞かれます。
    「化学反応式は難しい」「化学反応式がいやだ」という人が多いのですが、
    よく出るのだから、覚えてしまえば簡単に得点アップできる
   のです。
    化学反応式の書き方については、こちらで説明しているのでご覧ください。

化学反応式を書けるようになろう!~【必見】高校になってからも使う中学理科の最重要ポイント~
(7) 問題文に注意。
   「1種類の物質が2種類以上の物質に分かれる化学変化」
   と聞かれていて、「電流」のことは一言も出ていないので、答えは「分解」になる。

2 例題による演習 その2

2-1 実験操作に関わる問題

問題2 水を電気分解するために、水に「ある物質」を溶かしてから、装置に入れて電流を流した。
(1) 水に溶かした「ある物質」とは何か。物質名を書きなさい。
(2) 「ある物質」を溶かしたのはなぜか。簡単に説明しなさい。
(3) 「ある物質」を溶かした水が目の中に入ってしまった。この後、どのようにすればよいか。
(4) 「ある物質」を溶かした水が目の中に入らないようにするには、どうすればよいか。

2-2 解答と解説(実験操作に関わる問題)

【解答】
(1) 水酸化ナトリウム
(2) (水に)電流を流れやすくするため、純粋な水は電流をほとんど流さないから
(3) 大量の水で洗い流す
(4) 安全めがね(実験用メガネ)をする

【解説】
(1)(2) 純粋な水には電流がほとんど流れないので、「水酸化ナトリウム」を溶かします。
        水酸化ナトリウムは、水に電流を流しやすくしますが、水酸化ナトリウムは電気分解されず、水だけが分解されます。
        だから、水の電気分解には水酸化ナトリウム水溶液が使われるのです。
(3)(4) 水酸化ナトリウム水溶液は強いアルカリ性です。
        塩酸などの酸よりも、アルカリの方が人間にとって危険です。
        特に、目などに入ると失明の危険もあります。
        そこで、目に入らないように「安全メガネ(実験用メガネという場合もある)」をして、目を守りましょう。
        万が一、目に入ってしまった場合は、大量の水で目を洗いましょう。
        それでも気になる場合は、病院に行きましょう。
        最悪なのは、手に水酸化ナトリウム水溶液がついて、その手で目をこすってしまうことです。
        絶対にやらないように!
 特に、(1)(2)の問題が出されやすいです。
 覚えるのがたいへんと思う人もいるかと思いますが、よく出てくる問題なので、覚えてしまえば得点アップできます。
 水の電気分解については、このくらいの問題を解いておくと良いでしょう。
 特に、化学反応式が書けるかどうかがポイントとなります。
 化学反応式もきちんと書けるようになりましょう。

コメント一覧

電解質と非電解質~海の水は電気をよく通す?の理由 電気の通り方で物質を分類することができる~ | いやになるほど理科~高校入試に向け、”わからない”が”わかる”に変わるサイト2021年5月21日 10:13 PM / 返信

[…]  詳しい説明は、この記事をご覧ください。 水の電気分解の問題~難しい? ポイントは化学反応式が書けること~ […]

コメントを残す

メールアドレスが公開されることはありません。