(2)の解説をよろしくお願いします🙇‍♀️

理科

中学生

解決済み

4年弱前

(2)の解説をよろしくお願いします🙇‍♀️
この問題の意味もよくわかりません。
教えてほしいです。

上二才人溶液を。それぞれ電所分解した。図、四こは実験装置 AB, Cの各電極を電源装置につないで, 電流 ( 5 ル 10』をしばらく流した後のものである。 (2010 山梨改) 理m 光やいり7 っ7を ( 2なAn 2小の 0 レと大2 8 光隊ン伏り > x雪光weと4 W(秦が ④⑤ ゥ al あ2。 ②③ (1) 水, 塩酸, 塩化銅水溶液のうち, どれか1つはそのまま : 0 10 では電気分解ができないため, うすい水酸化ナトリウメ水 : 溶液を加える必要がある。それは水, 塩酸。塩化鋼水溶液記のうちのどれか書きなさい。また, そのままでは電気分解 (いりヒントできない理由を簡単に書きなさい。 | 水は HO. 塩酸は HCI、塩化鋼 (ウ)証還B6 Cより発生した気体を調べると, 9 種類の気体 X,。 : はCuClzである。それぞれの化合 Y。Z であることがわかった。表 1 は, 各電極と発生した物が 2 種類の単体に分解される。 {1) そのままでは電流が流れにく気体についてまとめたものである。 1 二 ① 表1の気体 X は何か。化学式で書きなさい。韻ーー 1 | 天才 | (2)① まず, 実験装置Cの正体 X 双発生しなかった 1 考みるとよい。そして, A と了 2 | に共通して発生する気体を考 ② A に見られる気体Yの性表2 | える。質を, 集まった量をもとにし馬詳馬和B| ) の⑦ 発生した気体の沙へのとけて簡単に書きなさい。水塩酸 1 やすさを考える。塩隊水 ③ AL, B で分解した物質はそ人滑接| 場際れぞれ何か。表 2 のアーカか水 |者化全水深入ら. 最も適当な組み合わせを1 塩騰 |井化負水浴塩化負水浴溢水つ選び, その記号を書きなさい。ト 4A W 物邊のなり立ち

厨() 水すくする必要があるため。 (2⑦ 琴 : @② (例) 気体Y\は水に : とけやすい。 (⑧議< 1(() 塩酸塩化鋼水溶液はとも.。理由 (例) 水だけでは : 電流が流れにくいた : め, 水酸化ナトリウム : を加えて電流が流れや : 純粋な水はほとんどて者We 分解ができない。このためん」ままでは硫酸でもよい。とかす物質によっててしまう可能性がある)。 Ng 2) 水の電気分解 2っ2H, 。O, 塩酸の電気分解 2HCI TL + Ci 塩化鋼水溶液の電気分角 CuCi 了Ealoe AEK 和人応式にあるように, 水井酸の電気分解で共通してできる分子は水素である。 ⑬ 分子の数が同じならば原子 (分子) の種類にかかわらず. 体積は同じになる。塩酸の電気分解では, 水素 (H) と塩 (Clk) が同じ体積ずつ発生する。しかし実際は, 陽板で発生する塩素は水にとけやすいため, 気体として集まる量は非常に少なくなる。 ⑬③ B は気体が図のようすからほぼ2 : 1で発生しているので水である。 uiOb

電気分解

回答

✨ ベストアンサー ✨

ブドウくん

4年弱前

中3のイオンの内容は習ってますか？

ひまわり🌻 4年弱前

まだです

ひまわり🌻 4年弱前

習っていません。

ブドウくん 4年弱前

じゃあイオンを使わずに説明します。
塩酸と水と塩化銅をそれぞれ電気分解したときの反応式と特徴をまとめます。
塩酸を電気分解すると
2HCl→H2+Cl2により
陰極側に水素、陽極側に塩素が発生します。水素は水に溶けにくい物質でマッチ棒の火を近づけると音をたてて燃え、塩素は水によく溶ける物質で漂白作用をもちます。よって、陽極側では気体が発生しても水に溶けてしまい集まらないということがわかります。ここから、陽極側にほとんど集まっていないAであることは予想がつきます。
水を電気分解すると
2H2O→2H2+O2という反応により
陰極側に水素、陽極側に酸素が集まります。水素は前述のとおりで、酸素は水にとけにくく燃えるのを助けるはたらきをもちますね。両方とも水に溶けにくいため、気体の体積比=係数比からおよそ2:1で集まると考えられますね。(HClもほんとは1:1の割合で気体は発生してるけどCl2が溶けるので見た目ではわからない)
よってBかなと予想はつきます。
塩化銅の電気分解では
CuCl2→Cu+Cl2という反応により
陰極側に銅が、陽極側に塩素が発生します。この実験だけ陰極に固体の銅が析出します。炭素棒に銅がくっつくので図の見た目でCだとわかります。
おおかた予想はつきますが発生する気体をまとめてみると
水 → -(水素) +(酸素)
塩酸 → -(水素) +(塩素)
塩化銅→ -(銅) +(塩素)
よって表と照らし合わせてみると、気体が発生していないCが塩化銅で、ここからYが塩素だとわかるので、Aが塩酸であることもわかります。

ひまわり🌻 4年弱前

詳しくありがとうございます。
つまり、何が何を発生するのかをしっかりと覚えておくことが大切ですね！
特によく問題に出てくるもので覚えておいたらいい化学変化があれば教えてほしいです🙇‍♀️

ひまわり🌻 4年弱前

どっちが陽極,陰極というのは覚えないといけないものですか？

ひまわり🌻 4年弱前

なぜ、塩酸がAということがわかるのでしょうか？
なぜ陽極には集まらないということがいえるのでしょうか？
教えてほしいです🙇‍♀️

ブドウくん 4年弱前

Cが塩化銅だとわかった時点で、Yが塩素であることがわかり、残りの水と塩酸のうち、塩素が発生するのは塩酸だったのでY(塩素)が発生しているAが塩酸です。残りのBが水です。また、Aにおいて、陽極に発生する塩素は水に溶けやすいため、塩素が発生したとしても水に溶けてしまいます。そうすれば気体は貯まっていきませんよね。一方で水の陽極の水素は水に溶けにくいので、はっせいしたぶんがそのまま貯まっていきます。
だから、図においてほぼ陽極に気体が貯まっていないAの方が、陽極に塩素が発生する塩酸だとも読み取れます。
陽極や陰極に何が発生するかは、イオンを習えば意味がわかるのでパッと出てくるようになります。それでも、水の酸素なんかはなんで電気分解して酸素が発生するのかを説明しようと思えば高校内容となったりします。だから、覚えるべきところは覚えましょう。

ひまわり🌻 4年弱前

分かりました！
ありがとうございます😊

ブドウくん 4年弱前

よく出てくる反応はあげるとキリがないのですが、教科書に載っているような反応は書けて当たり前です。
まずは、何から何が発生するか(その性質もあわせて)を覚えて、それから自分で係数をあわせる練習をしましょう。係数は丸暗記するものではなくて練習していくうちに勝手に覚えていくものです。

ひまわり🌻 4年弱前

もしよかったら、他の私の質問も答えていただくと嬉しいです。
わがままですみません🙏
よろしくお願いします🙇‍♀️

ブドウくん 4年弱前

これらでしょうか。まだありますかね？僕も勉強しなきゃいけないので、もっとあれば早く答えるのは無理ですが、いずれにせよ今日中遅くても明日には答えますね。

ひまわり🌻 4年弱前

これです。
お忙しいのにすみません🙏
よろしくお願いします🙇‍♀️

ブドウくん 4年弱前

銅の方も鉄硫黄の方もどちらも反応せずに残る物質は何gかを聞く問題ですね。

鉄と硫黄の方から説明します。
一般に化学反応においては、完全に反応する質量比は一定です。どういう意味かというと問題文から
Fe 7g(14gをAとBに分けているから)
S 4g(8gをAとBに分けているから)
を反応させたとき、完全に反応しすべてが硫化鉄になったということがわかります。(質量保存の法則から11g)
もし鉄7gと硫黄100gを反応させたらどうなるかというと、鉄と硫黄が完全に反応するときの質量比は7:4だから、鉄7gには硫黄4gまでしか反応できないので残りの96gは反応できずに、そのまま硫黄として残ります。
逆も同じで硫黄が4gなのに鉄が100gもあったら鉄のうち93gはそのまま残ります。
このように、どちらかが多すぎてもすべては反応できず、FeとSが反応したときには必ずFeとSの質量比が7:4になることが決まっています。
これを使うと、鉄10gと硫黄5.2gを反応させるとき、硫黄5.2gに対して、完全に反応できる鉄の質量は
7:4=x:5.2
x=9.1gまでです。
よって、残りの鉄0.9gは反応できずに残ります。

まとめると、「完全に反応するときの質量比は一定」であり、今回のように、どの問題であっても最初に何gと何gを混ぜたら完全に反応するのかは教えてくれます。それを計算で求めるのは高校内容になるからです。
銅の問題の方もきちんと最初に完全に反応するときの質量比をグラフで表してくれています。そこから完全に反応するときの質量比を求めてから、過不足を考えるんです。
注意しないといけないのは、気体の体積比や原子の個数の比は、反応式の係数比に一致しますが、質量比は一致しません。
Fe+S→FeSだからといって、FeとSが1:1の質量比で反応するわけではありません。FeとSは原子の個数としては1:1で反応しますが、そもそもFe原子とS原子の質量が違うので数で1:1で反応しても質量は1:1になりません。

銅も同じようにやってみてください。