中3理科の「塩化銅水溶液の電気分解」のポイント・練習問題

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中3理科の塩化銅水溶液の電気分解についてまとめています。電解質の水溶液の分解になりますので、イオンに動きに着目して勉強していきましょう。それでは、塩化銅水溶液の電気分解についてみていきましょう。

塩化銅の電気分解

電気分解とは、電解質の水溶液に電流を流すと、陽極と陰極に物質が生じます。塩化銅水溶液(青色)に電圧をかえると、陽極に塩素が生じ、陰極に銅が付着します。電気分解が進むと、青色がうすくなります。

  • 塩化銅の電離…銅イオンCu2+と塩化物Clが1:2の数の比で電離します。
  • 陰極での変化…Cu2+が電子を2個受け取ってCuとなり、電極に付着する。
  • 陽極での変化…Clが電子を放出してClとなり、2個結合してCl2となって発生します。

塩化銅水溶液

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銅原子

銅原子は原子核中に陽子を29個もちます。このとき銅原子のもつ電子数は29個、塩化銅水溶液にふくまれる銅イオンのもつ電子数は27個となります。

これは、原子には、原子核の中に+の電気をもった陽子という粒子があり、原子核のまわりに電子という-の電気をもった粒子があります。陽子1個の+の電気の量と電子1個の-の電気の量は等しく、1つの原子の中で陽子と電子の数は等しいので、原子全体では+の電気の量と-の電気の量が等しく、電気をおびていません。

したがって、陽子を29個もつ銅原子は、電子も29個もちます。

銅イオンは、銅原子が電子を2個失って、+の電気を帯びたものなので、電子を29-2=27個となります。

練習問題

うすい塩酸に銅板と亜鉛版を入れて導線でモーターとつなぐと、モーターが回転した。次の問いに超えなさい。
  1. このしくみで電池を取り出す装置を何というか。
  2. +極としてはたらいているのは、銅板と亜鉛版のどちらか。
  3. モーターが回転しているとき、銅板から発生する気体は何か。
  4. 銅板と亜鉛版につながる導線の端子を入れ替えると、モーターの回転はどうなるか。
  5. うすい塩酸を砂糖水に取りかえたら、モーターの回転はどうなるか。
  6. 塩化銅を水にとかしたときの電離のようすをイオン式で書け。
  7. 陽極で発生した気体の説明として、最も適当なものを次のア~エより選べ。
    ア 水に少し溶け、水溶液は酸性を示す。石灰水を白く濁らせる。
    イ 水に非常に溶けやすく、水溶液はアルカリ性を示す。肥料の原料として利用されます。
    ウ 水に非常に溶けやすく、水溶液は強い酸性を示します、この気体の水溶液が塩酸である。
    エ 水に溶けやすく、水溶液は酸性を示す。赤色の水性インクを脱色する。

解答

  1. 電池(化学電池)
  2. 銅板
  3. 水素
  4. 反対向きに回転する
  5. 回転しなくなる
  6. CuCl2→Cu2++cl-