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単語帳
中学3年生 (14-15歳)

イオンと電気分解

Ions and Electrolysis

イオンは原子が電子を失ったり得たりして電荷を帯びた粒子です。電子を失うと陽イオン(+)、得ると陰イオン(−)になります。 電解質溶液に電流を流すと陽イオンは陰極へ、陰イオンは陽極へ移動し、各電極で反応が起きます。 水に溶けてイオンに分かれる物質が電解質で、砂糖水のようにイオンができないと電流はあまり流れません。 このページでは電圧を変えて、イオンが電極へ移動する電気分解を目で確かめてみましょう。

イオンとは?
直観 — 電子を失ったり得たりした原子
①電子を失う → 陽イオン (+) : Na → Na⁺
②電子を得る → 陰イオン (−) : Cl → Cl⁻
③電荷があるため電場に反応
電気分解実験
6 V
🔬 電気分解の原理
①電解質溶液に電流を流すと
②陽イオン(+)は陰極(−)へ移動
③陰イオン(−)は陽極(+)へ移動
④各電極で酸化・還元反応
⑤電圧が高いほど反応が速い
電解質と非電解質
💧 電気を通す物質
①電解質: 水に溶けてイオンに分離 → 電流流れる(食塩水、塩酸)
②非電解質: 溶けてもイオン生成なし → 電流流れない(砂糖水、アルコール)
③純水はほぼ電流を通さない
総まとめ
イオンの生成
陽イオン: 電子を失う(+) / 陰イオン: 電子を得る(−)
Na → Na⁺ + e⁻、Cl + e⁻ → Cl⁻
電気分解
陽イオン → 陰極、陰イオン → 陽極
電解質溶液に電流を流して物質を分解
🎯 試験ポイント
①陽イオン(+)は陰極(−)へ
②陰イオン(−)は陽極(+)へ
③電解質 = イオンに分離する物質
④陰極: 還元(電子受取)、陽極: 酸化(電子放出)
⑤水の電気分解: 陰極にH₂、陽極にO₂(体積比2:1)
例題と単元テスト
例題 1
ナトリウム原子(Na)と塩素原子(Cl)がそれぞれイオンになるとき、電子を失うか得るか、また何イオンになるかを式で表せ。
1
ナトリウムは電子を1個失って陽イオンになる: Na → Na⁺ + e⁻。
2
塩素は電子を1個得て陰イオンになる: Cl + e⁻ → Cl⁻。
Na → Na⁺ + e⁻(陽イオン)/ Cl + e⁻ → Cl⁻(陰イオン)
電子を失うと陽イオン(+)、得ると陰イオン(−)になる。
例題 2
水を電気分解すると各電極でどんな気体が発生し、2つの気体の体積比はいくらか?
1
陰極(−)では水素(H₂)、陽極(+)では酸素(O₂)が発生する。
2
水分子(H₂O)の水素と酸素の比に従い、水素 : 酸素の体積比は2 : 1である。
陰極=水素、陽極=酸素 / 体積比 水素 : 酸素 = 2 : 1
電気分解では陽イオンは陰極へ、陰イオンは陽極へ移動して反応する。
単元テスト
イオンと電気分解についての説明として正しいものは?
原子が電子を失うと陰イオンになる
電気分解で陽イオンは陽極へ移動する
電解質は水に溶けてイオンに分かれ電流が流れる
砂糖水は電流がよく流れる電解質である
水を電気分解すると水素 : 酸素の体積比は1 : 2である
③ 電解質は水に溶けてイオンに分かれ電流が流れる
1
電子を失うと陽イオンになり(①誤)、電気分解で陽イオンは陰極へ移動する(②誤)。
2
砂糖水はイオンを生じない非電解質であり(④誤)、水の電気分解で水素 : 酸素 = 2 : 1である(⑤誤)。電解質は水に溶けてイオンに分かれ電流が流れる(③正)。
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