金属のイオン化傾向を利用したダニエル電池と、電流を流して物質を分解する電気分解を学ぶ単元です。
だいじな考え方
- 金属には、水よう液中で電子を出してイオンになろうとする性質の強さ(イオン化傾向)にちがいがあります。イオン化傾向の大きい金属ほど、電子を出しやすい性質があります。
- ダニエル電池は、硫酸亜鉛水よう液に入れた亜鉛板と、硫酸銅水よう液に入れた銅板を、セロハン膜で仕切ってつくります。イオン化傾向の大きい亜鉛が電子を出してZn2+となり水よう液にとけ出し(-極)、出た電子が導線を通って銅板へ移動し、水よう液中の銅イオンが電子を受け取って銅として付着します(+極)。セロハン膜は、両側の液が混ざらないようにしつつ、イオンだけを通して電気的なかたよりを防いでいます。
- 電気分解は、電池とは逆に、外部から電流を流すことで、自然には起こりにくい化学変化を起こす方法です。水を電気分解すると、陰極に水素、陽極に酸素が発生し、その体積比は水素:酸素=2:1になります。
電池はイオン化傾向の差で電流をつくり、電気分解は電流で反応を起こす。
やりかた
- ダニエル電池では、2種類の金属のイオン化傾向を比べる
- イオン化傾向の大きいほうが-極、小さいほうが+極になると判断する
- 電気分解では、陰極と陽極でそれぞれ何が発生するかを確認する
- 水の電気分解では、体積比(水素:酸素=2:1)を使って量を求める
れい
問題: 水を電気分解したところ、陽極(酸素)に6cm3の気体が集まった。このとき、陰極(水素)には何cm3の気体が集まっていますか。
- 水素と酸素の体積比は2:1
- 酸素が6cm3なので、水素はその2倍
- 6×2=12
答え: 12cm3
つまずきやすいところ
ダニエル電池で、イオン化傾向の大きい金属が+極になると思ってしまう
イオン化傾向の大きいほうが電子を出す-極、小さいほうが+極です
電気分解で発生する気体の体積比を1:1だと覚えてしまう
水の電気分解では、水素:酸素=2:1です。分子の数の比(2H2Oから2H2と1O2)から来ています
たしかめ方
- 求めた体積を比(2:1)にあてはめ直し、酸素との比が合っているか確かめます。
- 発生した気体に火のついたマッチを近づけ、水素なら音を立てて燃え、酸素なら火が大きくなることで確かめます。