【定期テスト対策問題】水の電気分解

水の電気分解の問題演習を行います。

【対策問題】水の電気分解

［問題］下の図のような電気分解装置で、水の電気分解実験を行った。このとき、小さな電圧で水に電流を流すために、水酸化ナトリウムを少量加えた。次の各問いに答えなさい。

（1）実験で、水酸化ナトリウム水溶液を使うときに、してはいけないことはどれか。次のア～エの中からすべて選び、記号で答えよ。
ア　溶液が目に入ったら、すぐに流水でよく洗う。
イ　溶液は実験が終了したら、そのまま流しに捨てる。
ウ　溶液が手についた場合、乾いたタオルでふく。
エ　溶液が試薬びんに残っていたら、密栓をする。

（2）実験②で、電流を流しているときにピンチコックをはずしておくのはなぜか。簡潔に答えなさい。

（3）実験④で、マッチの炎を近づけたとき、どのような変化が起こるか。また、このことから何という気体が発生したことが分かるか。発生した気体の化学式を書け。

（4）実験⑤で、線香の火を近づけたとき、どのような変化が起こるか。また、このことから何という気体が発生したことが分かるか。発生した気体の名称を書け。

（5）陽極に発生した気体が5㎤の場合、陰極に発生する気体の体積は何㎤になるか。

（6）次の文は、この実験からわかったことや学習したことをまとめたものである。文中①、②にあてはまることばをそれぞれ答えなさい。

【解答・解説】水の電気分解

（1）イ、ウ

実験で使った溶液は、先生の指示に従い、決められた容器に集めなければなりません。また、皮ふに水酸化ナトリウムがついた場合、水酸化ナトリウムは皮ふをとかす性質があるので、必ず流水でよく洗うようにしましょう。

（2）発生した気体でゴム栓が外れるのを防ぐため。

液体の水が気体の水素と酸素に変化するので、体積が大きくなります。ピンチコックをはずして電気分解をしないと、ゴム栓が外れたり、試験管が割れたりして危険です。

（3）変化：音を立てて燃える。　気体：H2

水の電気分解で、陰極から発生する気体は水素です。水素はマッチの炎を近づけると、音を立てて燃えます。また、水素の化学式はH2です。

（4）変化：炎をあげて燃える。　気体：酸素

水の電気分解で、陽極から発生する気体は酸素です。酸素は線香の火を近づけると炎をあげて激しく燃えます。また、酸素の化学式はO2です。

（5）10㎤

水を電気分解した場合、陽極から発生する酸素と、陰極から発生する水素の体積の比は、1:2になります。

（6）①化合物　②単体

水は水素原子と酸素原子の2種類の原子からできている化合物なので、水素と酸素に分解できます。水素と酸素は1種類の原子だけでできている単体なので、それ以上別の物質に分解することはできません。

【確認問題】水の電気分解

1. 電流を流し、物質を分解することを何というか。
2. 水に水酸化ナトリウムを溶かす理由を簡潔に答えよ。
3. 水を電気分解すると、陽極から発生する気体は何か。
4. 水を電気分解すたときに、陰極から発生する気体を調べる方法とその結果を簡潔に書け。
5. 陰極から発生する気体と陽極から発生する気体の体積は、何対何になるか。
6. 水に電流を流している間、H字管のゴム管のピンチコックは開けておくか、閉じておくか。
7. 水の電気分解の化学反応式を書け。

解答

1. 電気分解
2. 小さな電圧で電気分解を進めるため。
3. 酸素
4. マッチの火を近づけると、気体が音を立てて燃える。
5. 陰極：陽極＝2:1
6. 開けておく
7. 2H₂O→2H₂＋O₂