理科
中学生

お早めに解答お願い致します。
塩化銅水溶液の電気分解についてです。
いくつか質問があります。
(実験がいつもやり方分かっているのに上手くいかないもので…)

①水溶液の色はもともと青色だが、なぜ色が落ちるのか。
(クラスメイトは、clに漂白作用があるからと言ってた人がいた。)

②陽極の方から泡が出ていて、塩素の匂いがしたから、泡が出てきたのは塩素だが、塩素は溶けやすい。なぜ最初は、全部水溶液として溶けていたのに泡が出てきたのか。
(クラスメイトは、気体の体積が膨張するからと言っていた。)

③銅と塩素は原子構造を書くと安定しないのは何故か。

これらの3つはすべてクラスメイトの疑問ですが、聞いていて気になるので質問しました。
答えられるものでいいのでお願いします。
(文多くてすみません🙇)

塩化銅水溶液の電気分解 塩化銅水溶液

回答

①水溶液の色が薄くなっていくのはなぜ?
→水溶液の青色は、銅イオンによるものです。(銅イオンが青色を示す)
電流を流していくと、銅イオンは銅として析出していき水溶液中に含まれる銅イオンの量が減っていきます。
そのため、水溶液の色が薄くなっていきます。

②液体中に気泡が出現するのはなぜ?、ということでよいですか?
→体感上「こんなかんじ」と理解はしているけど、人に説明する言葉が出てきません💦すみません💦

③銅と塩素は原子構造を書くと安定しないのはなぜか?
→教科書のどこかに発展内容として記述があると思うので、そこも一緒に見てください。
原子は、中央に原子核があり、その周りを電子が取り囲んでいるような構造をしています。
原子核の周りに円(原子核に近いほど半径が小さく、原子核から遠いほど半径が大きい円)を書いたとします。
電子は、この円の線の上に存在していると考えます(詳しく見ると違うけど、そう考える方が色々と考えやすい)
また、内側から電子が入っていくとされています。
最も内側の輪には電子が2つ入ると満員になり、次の輪からは8つ入ると満員になります。

原子の状態で安定しているのは18族の貴ガス元素と言うものだけです。他の元素は原子の状態では安定しません。
貴ガス元素以外の最外殻に入っている電子は1~7個で、貴ガス元素と比べると、「あと2つ電子が入れば安定した構造になれるのにな」「この1つの電子を捨てられれば安定した構造になれるのにな」といった状態になっています。
つまり、安定した状態になりたくて、一番外側にある電子がうずうずしている状態です。
その不安定な状態を解消するために(安定した状態でいるために)、原子は「この電子を共有することでお互いに貴ガス元素と同じ電子配置になろう」「電子を受け取って/放出して貴ガス元素と同じ電子配置になろう」として、分子やイオンとなります。

もし不明な点があれば質問してください*_ _))
答えられそうなら答えます。

バジルyp

お答えありがとうございます!
②説明は出来ないですよね…
(難しいですね)
③については、原子構造や電子の受け渡しのことは習いました。
自分の言葉が足りなかったのかな?
答えて欲しいのは、そのぉー
クラスメイトが写真のように構造を書いたのですが、受け渡しをしても安定しないという事なのですが…
(写真横向きになってしまいすみません。)

秋茜

中学では習わない内容ですが、元素は「典型元素」と「遷移元素」にわかれます。
典型元素は、最初が2、次が8、その次が8…という規則が当てはまるチーム。
つまり、族の1の位の数と最外殻電子数が同じ元素。
遷移元素は、最初が2、次が8、その次が8…という規則が当てはまらないチーム。
つまり、族の1の位の数と最外殻電子数が一致するとは限らない元素。

で。銅イオンは遷移元素に当てはまるため、電子は画像にあるような入り方はしません。
中学生であれば、銅イオンはCu2+と覚えてしまえば良いと思います。

バジルyp

なるほど。そのような分類があるんですね!
勉強になりました!
ありがとうございます!

秋茜

ごめんなさい💦昨日話した内容で一部語弊があったので訂正させてください💦

【最初が2、次が8、その次が8…という規則】←誤り
正しくは、【最初が2,次が8、その次が18、そしてその次が32になります。】
とは言っても、「ふーん」程度におさえてもらえれば良いです。

最外殻電子について述べたことは、先に述べたようにではなく、以下のようにおさえるようにしてください💦
典型元素…最外殻電子数と族の1の位が同じ
遷移元素…最外殻電子数が主に1~2。
詳しくは調べてみてください。
ネットで調べてもよいですが、書籍のほうが正確です*_ _))

秋茜

遷移元素に関してであれば、以下のサイトがわかりやすいかもしれません
https://manapedia.jp/m/text/1036

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