水酸化ナトリウム水溶液や薄い硫酸を電気分解すると、水素と酸素が発生するとありました。なぜ、そうなるのでしょうか。

このQ&Aに関連する最新のQ&A

A 回答 (3件)

水酸化ナトリウムは水中でほぼ全ての分子がイオンに解離しています。


NaOH → Na+ + OH-
陽極と陰極における反応は次のようになります
陽極  4OH- → 2H2O + O2↑ + 4e-
陰極  2Na+ + 2e- + 2H2O → 2NaOH + H2↑
上式はよくみますと、水酸化ナトリウムの電解反応であって、結果的に次のように電気分解されたことになります。
2H2O → O2↑ + 2H2↑

硫酸の場合も同じく、ほぼ全てイオンに解離しています。
H2SO4 → 2H+ + SO4 2-
陽極  4OH- → 2H2O + O2↑ + 4e-
陰極  2H+ + 2e-→ H2↑

ちなみに塩酸の水溶液の場合は
HCl → H+ + Cl- 
のように解離しているので、陽極には塩素、陰極には水素が発生します。

この回答への補足

硫酸の場合 H2SO4 → 2H+ + SO4 2-  となっているのに、何故、陽極で 4OH- → 2H2O + O2↑ + 4e-  となるのでしょうか?so4 2-は、陽極に行かないのでしょうか?

補足日時:2002/04/12 22:02
    • good
    • 1

SO4 2-よりも、OH-の方が、陽極に引き寄せられやすいからです。


詳しくは「新・化学入門」(駿台文庫、三国均著)の電気分解のところを。

参考URL:http://www.gakusan.com/
    • good
    • 0
この回答へのお礼

ありがとうございます。ただ、硫酸の中にOH-があるというのが、よくわかりませんでした。

お礼日時:2002/04/17 18:59

こんばんは。

横から失礼します。m(__)m

>so4 2-は、陽極に行かないのでしょうか?

これは単に、taku83 さんが書き間違えられただけだと思います。
硫酸の中には、OH- はほとんどないですからね。

2SO4 2- → 2SO3 + O2 + 4e- という反応が起こりますが、SO3 は回りにある
水とすぐに反応して、H2SO4 となり元の硫酸になっちゃいます。

# taku83 さん、出しゃばってごめんなさい。m(__)m
    • good
    • 0
この回答へのお礼

ありがとうございました。よく理解できました。

お礼日時:2002/04/17 18:57

このQ&Aに関連する人気のQ&A

お探しのQ&Aが見つからない時は、教えて!gooで質問しましょう!

このQ&Aを見た人はこんなQ&Aも見ています

このQ&Aを見た人が検索しているワード

このQ&Aと関連する良く見られている質問

Q水の電気分解をする際に水酸化ナトリウムを溶かすと習ったのですが、これでは、水酸化ナトリウムの電気

水の電気分解をする際に水酸化ナトリウムを
溶かすと習ったのですが、
これでは、水酸化ナトリウムの電気分解に
なってませんか?

Aベストアンサー

はい、ご指摘の通り、水酸化ナトリウムの水溶液の電気分解では、完全な水の電気分解とは言えません。

陽極では陰イオンの水酸化物イオンが電気分解され酸素と水とになり、それで生じる電子が陽極へと渡されます。
陰極では陽イオンのナトリウムイオンが電気分解されてナトリウムにな……ることはありません。
ナトリウムイオンが電気分解されてナトリウムになる反応よりも、水が電気分解されて水素が発生する反応のほうがはるかに起こりやすいためです。

ということで、陰極での反応はまさしく水ですが、陽極で分解されるのは水酸化物イオンとなり、厳密な水の電気分解とはなりません。
ただし、電気分解生成物を見れば水が分解されたのと同じですね。

陽極・陰極とも水の電気分解にしようと思えば、硫酸ナトリウムや硝酸ナトリウムの水溶液の電気分解が考えられます。

Q水酸化ナトリウム水溶液を電気分解するとなぜ陰極側に水素が発生するのですか?

水酸化ナトリウム水溶液を電気分解するとなぜ陰極側に水素が発生するのですか?

硫酸銅水溶液(CuSO4)を分解すると陰極に銅ができるし、硫酸ニッケル水溶液(NiSO4)だとニッケルができるから、水酸化ナトリウム水溶液(NaOH)の場合はナトリウムが陰極につくと思うんですが…

Aベストアンサー

pastyさんが高校生で化学の習っているなら理解できると
思うんですけど、金属のイオン化傾向ってありましたよね。
「貸そうかなまぁアテにすなひどすぎる借金」って覚えるヤツです。
それって、イオンになりやすい金属の順に並んでますよね。
ナトリウムってのは、K<Ca<Na…って続いてますから、
かなりイオンになりやすいですよね。
んで、金属のイオン化傾向ってのは、水素よりもイオンになりやすいか
なりにくいかも書いてありますよね。
水酸化ナトリウム水溶液の場合、水もちょっとは
イオンに分かれてる訳ですから、H+とOH-に分かれています。
ナトリウムと水素なら水素の方がイオンになりにくいので、
ナトリウムの場合は水素が出ます。
pastyさんが書いてる硫酸銅の場合、銅は水素よりイオンに
なりにくいですから、銅が析出します。
わかりましたかね?

Q塩化ナトリウム水溶液の電気分解について

先日、塩化ナトリウム水溶液を電気分解する実験をしました。その際塩素と酸素が発生したのですが、塩素の体積が極めて少なくなりました。これはなぜなのでしょうか?教えてください。お願いします。

Aベストアンサー

発生するのは、塩素と水素ではないでしょうか?
さて、どんな装置で電気分解をしたかによりますが…

発生した塩素が液に溶解・反応したことが考えられます。
2NaCl + 2H2O → 2NaOH + H2 + Cl2
化学反応式からわかるように、水酸化ナトリウムが生じますが、これは塩素と反応します。
2NaOH + Cl2 → NaCl + NaClO

また、陽極に金属を使用した場合は、塩素が発生する代わりに金属がイオン化して溶け出すことが考えられます。

Q分子を作る 作らない <中2理科です>

分子を作る作らないの違いとはなんですか?

なにを見ればわかりますか?

ネットで調べて、塩化ナトリウムはNaClなので1:1なので分子を作らないとわかったのですが、酸化鉄はFe2O3なのになぜ分子を作らないのですか?

数字が大きいから関係ないのですか?

大きい数字はなんですか?(普通は右下にある気が・・・)

あと、単体の方の分子を作る作らないの違いとはなんですか?

教えてください

しつもんが多くてすみません・・・。

Aベストアンサー

詳しい理由は高校の化学で習いますが中学レベルで考えるなら

分子を作らないものは「金属や金属の化合物、炭素や硫黄」
分子は作るものはそれ以外ぐらいに考えておけばいいです。

ナトリウムと鉄は金属なので分子を作りません。

数字は原子の数です。酸化鉄Fe2O3は鉄原子2個に酸素原子3個がくっついて出来てると
いう意味です。この辺は高校の化学でやります。

参考URL:http://www.max.hi-ho.ne.jp/lylle/genshi2.html

Q酸化銀の熱分解の化学反応式の表し方について

こんにちは。
ぼくは。中学2年の男子です。今、理科で、化学反応式とか、化学反応と課に付いて、勉強しているのですが、酸化銀の熱分解のところがいまいちよくわかりませんので、教えていただきたいと思っています。

★ご回答は、中学2年生でもわかる程度で、できるだけわかりやすく教えていただきたいと思います。まだ、イオンとかは習っていません(分解のところだけです)。


酸化銀の化学式は、Ag2Oですよね?これを熱分解したときの化学反応式であらわすと、なぜAg2Oではなく、2Ag2Oになるのでしょうか?授業で、分解したときに、Ag2Oだけだと、O(酸素)が1つで存在できないので、酸化銀の分子をもう1つ持ってきてO2を作るからだ、と先生が言っていました。それは理解できるのですが、化学式と、化学反応式で使う酸化銀のあらわし方(Ag2Oと、2Ag2O)が違うことがわかりません


それと、酸化銀を熱分解したときの化学反応式は、
2Ag2O → 4Ag + O2
と教科書に書いてあります。

僕は、それが理解できません。
Ag2O → Ag2 + O
になるけど、Oが1つでは存在できないので、もう1つ酸化銀を呼んできて、O2を作るんですよね?ということは、Ag2Oが2つなので、
2(Ag2O) → 2Ag2+O2
になると思うのですが、教科書には、2Ag2O → 4Ag+O2
となっていました。
2Ag2と、4Agと、Ag4は、全部同じだと思うのですが、これだとだめですか?また、その理由を教えてください。

大変醜くすみませんが、ご回答よろしくお願いします。

こんにちは。
ぼくは。中学2年の男子です。今、理科で、化学反応式とか、化学反応と課に付いて、勉強しているのですが、酸化銀の熱分解のところがいまいちよくわかりませんので、教えていただきたいと思っています。

★ご回答は、中学2年生でもわかる程度で、できるだけわかりやすく教えていただきたいと思います。まだ、イオンとかは習っていません(分解のところだけです)。


酸化銀の化学式は、Ag2Oですよね?これを熱分解したときの化学反応式であらわすと、なぜAg2Oではなく、2Ag2Oになるの...続きを読む

Aベストアンサー

中学2年生だということを考慮して、例を出して説明します。
頭に「スーパーのお惣菜パック」を思い浮かべてください。
厳密な説明をするとおそらく理解しきれないでしょうから、今はあなたの疑問を解消するための説明をします。

Ag2O とは「Ag 2個とO 1個がパックになっている」という意味です。
(基本的に、小さな数字は「その直前に書いてある原子」が何個あるのか、を表します)
で、前に書いてある大きな数字は「そのパックが何個あるのか」を表すので、あなたの書いてあるように2(Ag2O)という解釈であっているのですよ。

Ag のように別にパックにする必要がないものまで「Ag2」と書く必要はありませんよね。
なぜかというと、Agは1個だけで存在できるものだからです。
こういう金属については、1個だけでも問題なく存在できるのですが
H2のように、2個セットじゃないと存在できないものもあるわけです。

2Ag2→「Ag 2ついり」というパックを2個もってきた状態
4Ag →ばらばらのAgを4個もってきた状態
Ag4 →「Ag 4ついり」というパックを1個もってきた状態

Agは2個いりとか4個いりとかいうパックを作れませんから
4Ag以外の書き方は誤りになるのです。

蛇足になるのかもしれませんが
パックを作らなければならないものについても
パックの中身は決まっているのです。勝手に変えることはできません。
Oについては、「O 2個いり」(このパックを「酸素分子」「酸素ガス」といいます)
「O 3個いり」(このパックを「オゾン分子」と呼びます)は作れますが
「O 4個いり」とか「O 5個いり」というのは決して作れません。

中学2年生だということを考慮して、例を出して説明します。
頭に「スーパーのお惣菜パック」を思い浮かべてください。
厳密な説明をするとおそらく理解しきれないでしょうから、今はあなたの疑問を解消するための説明をします。

Ag2O とは「Ag 2個とO 1個がパックになっている」という意味です。
(基本的に、小さな数字は「その直前に書いてある原子」が何個あるのか、を表します)
で、前に書いてある大きな数字は「そのパックが何個あるのか」を表すので、あなたの書いてあるように2(Ag2O)という...続きを読む

Q水を電気分解すると何故1:2の体積比に分解されるのか

水を電気分解すると酸素と水素が体積比1:2で電気分解されます。H20だから当たり前じゃないかと友人から言われましたが、酸素原子の方が水素原子より圧倒的に大きい筈です。

すると酸素原子の方がずっと体積があると思うのですが、実験の結果は友人の言う通りです。ここのところが釈然としていません。どなたか納得のいく説明をして下さると有り難いです。

Aベストアンサー

気体の分子は激しく振動しています(振動するのは気体に限りませんが)。
同じエネルギーでは、軽いほど振幅が大きく振動します。
重たいと、比較の上では振幅は小さくなります。
またこの振動は非常に高速のため、見かけ上は振動の幅が分子が占めている領域になります。
例えば、横の振動だけで考えると1mmの水素が9mmの幅で高速振動、占める幅は10mm。
5mmの酸素の場合、同じエネルギー(例温度)では5mm幅でしか振動できないと、占める幅は10mm。
見かけ上の幅はどちらも10mmになります。
もちろん、上の例は厳密な計算ではありません。

Q食塩水を電解質溶液とする化学電池について

すみません,中学3年生ですが,次のことについてご指導ください。よろしくお願いいたします。

「食塩水を電解質水溶液,金属板を亜鉛と鉄とした化学電池について,食塩水の濃度を濃くすると流れる電流の大きさが大きくなるのはなぜか。『イオン』という語を用いて説明せよ」という問題です。

化学電池で電流が流れる理由についての,私のこれまでの理解は以下のようなものです。

亜鉛の方が鉄よりイオン化傾向が大きいので亜鉛が食塩水に溶けだす→亜鉛板に電子を残す→鉄板よりも電子が過剰になるので導線を通って鉄板に移動する→水溶液中の水素イオンはナトリウムイオンよりもイオン化傾向が小さいので,鉄板に移動し,電子を受け取って水素となって発生する

ここで私が悩んでいるのは,「食塩水の濃度が濃くなる→NaClが多くなる」ことと電流の大きさが大きくなるのがどうつながるか,という点です。上の私の理解では,電流の大きさは水素イオンの数に応じて大きくなったり小さくなったりするのであって,NaイオンやClイオンの数とは結びつかないのですが…

それとも上記の私の理解のどこかに誤りがありますか。

どなたかお詳しい方,ご助言いただけたら幸いです。よろしくお願いいたします。
(私は中学3年生ですが,私立で一部高校の内容も学んでいるので,高校生向けのご説明でも代位丈夫だと思います)

すみません,中学3年生ですが,次のことについてご指導ください。よろしくお願いいたします。

「食塩水を電解質水溶液,金属板を亜鉛と鉄とした化学電池について,食塩水の濃度を濃くすると流れる電流の大きさが大きくなるのはなぜか。『イオン』という語を用いて説明せよ」という問題です。

化学電池で電流が流れる理由についての,私のこれまでの理解は以下のようなものです。

亜鉛の方が鉄よりイオン化傾向が大きいので亜鉛が食塩水に溶けだす→亜鉛板に電子を残す→鉄板よりも電子が過剰になるので導線を通っ...続きを読む

Aベストアンサー

中学校や高校で電池を扱う場合は構造のはっきりした典型例でやるべきだと思います。理屈ははっきりしないがとにかく電流が流れるというレベルの電池について含まれている物質の役割を質問しても明確な答えは出てきません。そういう意味でボルタ電池は扱わないとなっていたはずなんですがいつの間にか復活してしまったようですね。銅、亜鉛、食塩水のボルタ電池でさえ解説はあいまいです。鉄、亜鉛になるともっとあいまいになるでしょう。(電気化学の専門家で「ボルタ電池」をキチンと説明しようと思っている人はほとんどいないのではないでしょうか。「過去の遺物」なのです。したがって出回っている説明は何十年も前の化石のようなモノだけです。この説明は一度消えた単元を復活させて得意げな顔をしている人たちに責任を取ってもらわないと仕方がありません。ただし、後で出てくる酸化・還元反応の理解の妨げになるようなものを書かれると困ります。)

電池は「酸化・還元反応に伴う電子の移動を外部回路に取り出して利用する装置」です。酸化剤の反応、還元剤の反応がはっきりと書き下すことができないものを電気が流れるというだけで持ち込むことは避けるべきです。
※銅、亜鉛、食塩水のボルタ電池について
  Zn→Zn^2+ +2e^-
  2H^++2e^+ →H2
 と書いてあるのをよく見ます。
 これは1つにまとめると
 Zn+2H^+ → Zn^2++H2
 という反応と同じになります。
 硫酸を使った電池であれば起こるでしょうが食塩水では起こらないはずです(「亜鉛は酸とは反応するが常温の水と反応しない」というのはどの教科書にも載っている必須項目です。Mgだとゆっくりと反応が起こります。何とかわかるという限界です)。自発的に起こらない反応は電池として利用できません。
 こういう説明ではだめだということは30年前でも十分に了解されていたはずのものなのですが、またそのまま復活しています。もう、うんざりです。

NaClは酸化剤にも還元剤にもなりませんから質問者様の疑問はもっともなのです(ただ、電流が水素イオンで決まるというところは「???」です。)。酸化剤にも還元剤にもならない物質の存在がなぜ必要かについてまともに答えている解説はほとんどないのではないでしょうか。

>食塩水を電解質水溶液,金属板を亜鉛と鉄とした化学電池について,食塩水の濃度を濃くすると流れる電流の大きさが大きくなるのはなぜか。『イオン』という語を用いて説明せよ」

いかにも実験的に確認されたものであるかの様に書かれています。中学校での問題ですからよく知られている現象であるということも前提になりますね。本当でしょうか。
ソーラーモーターはどれくらい回るのでしょうか。食塩水の濃度をどのように変えているのでしょうか。
蒸留水ではうまく回らないが食塩水では回るという意味でのことでしょうか、それとも5%の食塩水と10%の食塩水で電流値が変わるということを言っているのでしょうか。

昔、「イオン化傾向の異なる2つの金属と電解質溶液があれば電池になる」という説明が出回っていました。この問題もそれにのっとってのもののように見えます。電流は電解質のイオンが移動することで生じるという説です。現在は「電極表面でおこる酸化・還元反応によって電子の移動が実現する」という立場で考えています。高校の教科書では、電池は酸化・還元反応の単元の中で出てきます。

中学校や高校で電池を扱う場合は構造のはっきりした典型例でやるべきだと思います。理屈ははっきりしないがとにかく電流が流れるというレベルの電池について含まれている物質の役割を質問しても明確な答えは出てきません。そういう意味でボルタ電池は扱わないとなっていたはずなんですがいつの間にか復活してしまったようですね。銅、亜鉛、食塩水のボルタ電池でさえ解説はあいまいです。鉄、亜鉛になるともっとあいまいになるでしょう。(電気化学の専門家で「ボルタ電池」をキチンと説明しようと思っている人は...続きを読む

Q理論値との違いの理由

塩酸、水酸化ナトリウム水溶液共に0.1、0.01、0,001、0.0001、0.00001Mの稀釈溶液をpHメーターを用いてpHを測定しました。
各水溶液とも理論値と若干ずれた値がでています。
それはなぜかわかるかたいらっしゃいましたら教えてください。

Aベストアンサー

単純 誤差があるから

図るのもすべて正確な値は表示しません
ある誤差を含んだ範囲しか測定できないのです

他には
・使用した水が純粋な水でなかった
・ビーカ等に付着物があった
・測定にミスがあった
・測定器の取り扱い方が正確でで無かった
 測定器によっては、つかう前に校正をしないといけない物もある
 電気をいれた直後は安定しない
 電気をいれて2時間後くらいに使用しないといけない
・精度がいるのに精度がない測定器をつかった
 なんかがあります

 たぶん 誤差ですね

例で書くと
 重さを量るとします

 誤差が±3%の測定器をつかうと

 正確な100gの物なら
 97~103gの範囲のどれかを値がでますけどね

Qイオン一個に含まれる電子の数

問い)イオン一個に含まれる電子の数は、それぞれ何個か
 (1)NH4+ (答)10個
 (2)OH-  (答)10個
 (3)NO3- (答)32個
 (4)CO32- (答)32個
 (5)SO42- (答)50個
という問題なんですが、どうやって解けばよいのでしょうか。
教えてください。

Aベストアンサー

(1)だけ回答します。あとは考え方は同じです。
NH4+
窒素は原子番号7なので中性状態で7個の電子をもちます。
(これがわからなければ説明しょうがありません。)
水素は1なので中性状態で1個の電子です。

中性のNH4は7+4x1=11個の電子を含みます。

NH4+:+1価ということは1個電子が取れているということなので、
11個ー1個=10個が回答。

Q化学の銅と塩酸の反応についてです

一般的には銅はイオン化傾向が小さく、希塩酸と反応して水素は発生しない。といわれていますよね。

ある質問で、塩酸濃度の違いによっては銅と反応して水素ができる。と意見があったのですが、詳しい方、どうか教えてください。

ネットなどで見る限り、わずかに反応はするものの水素が発生することはないようなのですが…

Aベストアンサー

CuO+2HCl→CuCl₂+H₂O
水素はできません。
 また、塩酸に過酸化水素水を少し入れると溶けます。

銅の表面には空気中の酸素と徐々に反応して酸化銅の皮膜が形成されますので、古い十円玉を塩酸につけると緑色の銅イオンが確認できます。


このQ&Aを見た人がよく見るQ&A

人気Q&Aランキング