中学理科の現役教員けいが「中2理科の化学分野-電気分解–」を、超分かりやすく解説します。
水と塩化銅、塩酸の電気分解の実験まとめを、ていねいに解説しています。
私が17年かけて培ってきた塾講師・教員経験を凝縮しました。キソから徹底的に学びたい方は、ぜひ参考にしてください。
電気分解とは？｜中2理科 化学
化学反応（化学変化）のうち、1つの純物質（化合物）に熱や熱を与え、別の物質ができる変化を分解といいます。
本章で学べる内容
- 分解は物質が分かれる化学変化である
- 分解には電気分解と熱分解がある
- 分解には電気分解装置を用いる
分解は物質が分かれる化学変化である
分解とは、1種類の物質が2種類以上の物質にわかれる化学変化（化学反応）です。
分解の変化のようすは、次のように表せます。
分解の変化のようす
- 2つの物質に分かれる分解
A→B＋C - 3つの物質に分かれる分解
A→B＋C＋D
分解には熱分解と電気分解がある
分解には、次の2種類の反応があります。
分解
- 電気分解；電気による物質の分解
- 熱分解；加熱による物質の分解
テストでよく出る分解の化学反応式の一覧を、電気分解と熱分解に分けて紹介します。
- 水の電気分解
2H₂O→2H₂+O₂ - 塩酸の電気分解
2HCl→H₂+Cl₂ - 塩化銅の電気分解
CuCl₂→Cu+Cl₂
- 炭酸水素ナトリウムの熱分解
2NaHCO₃→Na₂CO₃+CO₂+H₂O - 酸化銀の熱分解
2Ag₂O→4Ag+O₂ - 過酸化水素水の熱分解
2H₂O₂→O₂+2H₂O
分解には電気分解装置を用いる
電気分解には、主に下に示す3通りの方法があります。
電気分解の3つの方法
- ビーカーに2つ電極を入れる
- 簡易型電気分解装置を用いる
- H字管電気分解装置を用いる
電気分解装置における、液体に電気を通す部分を電極と言います。
電極には陽極と陰極があります。
電極と電源装置の関係は次のとおりです。
電極と電源装置
- 電池や電源装置の＋極（プラスきょく）とつながっている電極を、陽極（ようきょく）という
- 電池や電源装置のー極（マイナスきょく）とつながっている電極を、陰極（いんきょく）という
【実験】水の電気分解｜中2理科 化学
水は化学式H₂Oで表され、100℃以上になると気体に状態変化します。
水は加熱しても分解しないのです。
本章では、水の電気分解について解説します。
本章で学べる内容は次のとおりです。
本章で学べる内容
- 水の電気分解の手順
- 水の電気分解の注意点
- 水の電気分解の結果
- 水の電気分解の考察
- 水の電気分解の化学反応式
水の電気分解の手順
水の電気分解の手順を解説します。
水の電気分解の手順
- 電気分解装置に水酸化ナトリウム水溶液を加えた水を入れる
- 電源装置につなぎ、電流を流す
- どちらか一方の気体が4の目盛りまでたまったら電源を切り、両方に集まった気体の量を比べる
- 陰極側のゴム栓をとり、マッチの火を近づける
- 陽極側のゴム栓をとり、火のついた線香を入れる
水の電気分解の注意点
水を電気分解する実験では、次のような点に注意しましょう。
水の電気分解の注意点と理由
- 水だけではなく、水酸化ナトリウム水溶液を少し加える
[理由]純粋な水は電流を通しにくいため
なお、上記の注意点の理由は「電流が流れやすくするため」でもOKです。
水の電気分解の結果
水に電流を流すと、陽極と陰極に気体が発生します。
陽極と陰極、それぞれで発生する気体の性質を調べた結果をまとめます。
結果1.陽極と陰極で発生した気体の量について
電流を流したあと、次のような手順を行い、気体の量を比べます。
発生した気体の量を比べる実験手順
- どちらか一方の気体が4の目盛りまでたまったら電源を切り、両方に集まった気体の量を比べる
発生した気体の量を比べた結果は、次のとおりです。
【結果】発生した気体の量
- 陰極側の気体が4目盛りのとき、陽極側の気体の目盛りは2目盛りである
結果2.陰極で発生した気体について
陰極に発生した気体の性質を調べるには、次の実験手順を行います。
陰極に発生した気体を調べる実験手順
- 陰極側のゴム栓をとり、マッチの火を近づける。操作後、ゴム栓をする
陰極に発生した気体の性質を調べた結果は、次のとおりです。
【結果】陰極に発生した気体の性質
- 陰極側のゴム栓をとり、マッチの火を近づけると、音を立てて燃える
結果3.陽極で発生した気体について
陽極に発生した気体の性質を調べるには、次の実験手順を行います。
陽極に発生した気体を調べる実験手順
- 陽極側のゴム栓をとり、火のついた線香を入れる
陽極に発生した気体の性質を調べた結果は、次のとおりです。
【結果】陽極に発生した気体の性質
- 陽極側のゴム栓をとり、火のついた線香を入れると、激しく燃える
水の電気分解の考察
実験で発生した気体の量と性質を調べた実験結果をもとに、水の電気分解について考察します。
考察1.それぞれの電極で発生した気体の量について
発生した気体の性質は、次のとおりです。
【結果】発生した気体の量の比較
- 陰極側の気体が4目盛りのとき、陽極側の気体の目盛りは2目盛りである
上記の気体の量の比較から、陰極側に発生した気体の体積は、陽極側に発生した気体の体積の2倍であると考察できます。
考察2.陰極で発生した気体について
陰極で発生した気体の性質は、次のとおりです。
【結果】陰極に発生した気体の性質
- 陰極側のゴム栓をとり、マッチの火を近づけると、音を立てて燃える
上記の陰極で発生した気体の性質から、発生した気体は水素であると考察できます。
考察3.陽極で発生した気体について
陽極で発生した気体の性質は、次のとおりです。
【結果】陽極に発生した気体の性質
- 陽極側のゴム栓をとり、火のついた線香を入れると、激しく燃える
上記の陽極で発生した気体の性質から、発生した気体は酸素であると考察できます。
水の電気分解の化学反応式
水の電気分解の化学反応式は次のとおりです。
水の電気分解の化学反応式
2H₂O → 2H₂ + O₂
水 → 水素 ＋ 酸素
【実験】塩化銅の電気分解｜中2理科 化学
本章では、塩化銅の電気分解について解説します。
本章で学べる内容は次のとおりです。
本章で学べる内容
- 塩化銅の性質
- 塩化銅の電気分解の手順
- 塩化銅の電気分解の注意点
- 塩化銅の電気分解の結果
- 塩化銅の電気分解の考察
- 塩化銅の電気分解の化学反応式
塩化銅の性質
塩化銅は化学式CuCl₂で表される、青色の粉末です。
水にとけると、塩化銅水溶液と呼ばれる、青色で透明な水溶液になります。中学理科では、塩化銅水溶液の化学式はCuCl₂で表します。
塩化銅の粉末では電気分解できないため、塩化銅水溶液を電気分解します。
塩化銅の電気分解の手順
塩化銅の電気分解の手順を解説します。
塩化銅の電気分解の手順
- ビーカーに塩化銅水溶液を入れ、装置を組む
- 電源装置につなぎ、電流を流す
- 陽極側の電極で発生する気体のにおいをかぐ
- 陰極側の電極で発生する物質の色を観察する
塩化銅の電気分解の注意点
塩化銅を電気分解する実験では、次のような点に注意しましょう。
塩化銅の電気分解の注意点と理由
- 気体のにおいは、手であおいで確かめる
[理由]気体を深く吸い込まないようにするため
塩化銅の電気分解の結果
塩化銅に電流を流すと、陽極に気体、陰極に固体が発生します。
陽極と陰極、それぞれで発生する物質の性質を調べた結果をまとめます。
結果1.陽極で発生した気体について
陽極に発生した気体の性質を調べるには、次の実験手順を行います。
陽極に発生した気体を調べる実験手順
- 陽極側の電極で発生する気体のにおいをかぐ
陽極に発生した気体の性質を調べた結果は、次のとおりです。
【結果】陽極に発生した気体の性質
- 陽極側の電極で発生する気体のにおいをかぐと、消毒液のにおいがする
※プールの消毒シャワーのにおい
結果2.陰極で発生した固体について
陰極に発生した固体の性質を調べるには、次の実験手順を行います。
陰極に発生した固体を調べる実験手順
- 陰極側の電極で発生する物質の色を観察する
陰極に発生した固体の性質を調べた結果は、次のとおりです。
【結果】陰極に発生した固体の性質
- 陰極側の電極で発生する物質の色を観察すると、10円硬貨に似た赤色に見える
塩化銅の電気分解の考察
実験で発生した気体の量と性質を調べた実験結果をもとに、塩化銅の電気分解について考察します。
考察1.陽極で発生した気体について
陽極で発生した気体の性質は、次のとおりです。
【結果】陽極に発生した気体の性質
- 陽極側の電極で発生する気体のにおいをかぐと、消毒液のにおいがする
※プールの消毒シャワーのにおい
上記の陽極で発生した気体の性質から、発生した気体は塩素であると考察できます。
考察2.陰極で発生した固体について
陰極で発生した固体の性質は、次のとおりです。
【結果】陰極に発生した固体の性質
- 陰極側の電極で発生する物質の色を観察すると、10円硬貨に似た赤色に見える
上記の陰極で発生した固体の性質から、発生した固体は銅であると考察できます。
塩化銅の電気分解の化学反応式
塩化銅の電気分解の化学反応式は次のとおりです。
塩化銅の電気分解の化学反応式
CuCl₂ → Cu + Cl₂
塩化銅 → 銅 ＋ 塩素
【発展】塩酸の電気分解｜中2理科 化学
本章では、塩酸の電気分解について解説します。
塩酸の電気分解は中学3年で扱われることが多いため【発展】扱いとしました。
本章で学べる内容は次のとおりです。
本章で学べる内容
- 塩酸の性質
- 塩酸の電気分解の手順
- 塩酸の電気分解の注意点
- 塩酸の電気分解の結果
- 塩酸の電気分解の考察
- 塩酸の電気分解の化学反応式
塩酸の電気分解の手順
塩酸の電気分解の手順を解説します。
塩酸の電気分解の手順
- 電気分解装置にうすい塩酸を入れる
- 電源装置につなぎ、電流を流す
- どちらか一方の気体が4の目盛りまでたまったら電源を切り、両方に集まった気体の量を比べる
- 陰極側のゴム栓をとり、マッチの火を近づける。操作後、ゴム栓をする
- 陽極側のゴム栓をとり、上部の液をスポイトでペトリ皿に数滴とり、においを調べる
- 陽極側の上部の液を、試験管につくっておいた赤色の色水に入れて、色の変化を見る
塩酸の電気分解の注意点
塩酸を電気分解する実験では、次のような点に注意しましょう。
塩酸の電気分解の注意点と理由
- 陽極側は気体がたまりにくい
[理由]塩素は水にとけやすいため
陽極と陰極は同じ量の気体が発生しているが、陽極側の気体は水にとけてしまうため、発生量が少なく見えてしまうのです。
塩酸の電気分解の結果
塩酸に電流を流すと、陽極と陰極に気体が発生します。
陽極と陰極、それぞれで発生する気体の性質を調べた結果をまとめます。
結果1.陽極と陰極で発生した気体の量について
電流を流したあと、次のような手順を行い、気体の量を比べます。
発生した気体の量を比べる実験手順
- どちらか一方の気体が4の目盛りまでたまったら電源を切り、両方に集まった気体の量を比べる
発生した気体の量を比べた結果は、次のとおりです。
【結果】発生した気体の量
- 陰極側の気体が4目盛りのとき、陽極側の気体の目盛りは0.5目盛り程度である
結果2.陰極で発生した気体について
陰極に発生した気体の性質を調べるには、次の実験手順を行います。
陰極に発生した気体を調べる実験手順
- 陰極側のゴム栓をとり、マッチの火を近づける。操作後、ゴム栓をする
陰極に発生した気体の性質を調べた結果は、次のとおりです。
【結果】陰極に発生した気体の性質
- 陰極側のゴム栓をとり、マッチの火を近づけると、音を立てて燃える
結果3.陽極で発生した気体について
陽極に発生した気体の性質を調べるには、次の実験手順を行います。
陽極に発生した気体を調べる実験手順
- 陽極側のゴム栓をとり、上部の液をスポイトでペトリ皿に数滴とり、においを調べる
- 陽極側の上部の液を、試験管につくっておいた赤色の色水に入れて、色の変化を見る
陽極に発生した気体の性質を調べた結果は、次のとおりです。
【結果】陽極に発生した気体の性質
- 陽極側のゴム栓をとり、上部の液をスポイトでペトリ皿に数滴とり、においを調べると、プールの消毒のにおいがする
- 陽極側の上部の液を、試験管につくっておいた赤色の色水に入れると、赤色が消える
塩酸の電気分解の考察
実験で発生した気体の量と性質を調べた実験結果をもとに、塩酸の電気分解について考察します。
考察1.それぞれの電極で発生した気体の量について
発生した気体の量の比較は、次のとおりです。
【結果】発生した気体の量の比較
- 陰極側の気体が4目盛りのとき、陽極側の気体の目盛りは0.5目盛り程度である
上記の気体の量の比較から、陽極側に発生した気体は水にとけやすいと考察できます。
考察2.陰極で発生した気体について
陰極で発生した気体の性質は、次のとおりです。
【結果】陰極に発生した気体の性質
- 陰極側のゴム栓をとり、マッチの火を近づけると、音を立てて燃える
上記の陰極で発生した気体の性質から、発生した気体は水素であると考察できます。
考察3.陽極で発生した気体について
陽極で発生した気体の性質は、次のとおりです。
【結果】陽極に発生した気体の性質
- 陽極側のゴム栓をとり、上部の液をスポイトでペトリ皿に数滴とり、においを調べると、プールの消毒のにおいがする
- 陽極側の上部の液を、試験管につくっておいた赤色の色水に入れると、赤色が消える
上記の陽極で発生した気体には特有のにおいがあり、漂白作用があることから、発生した気体は塩素であると考察できます。
考察1で分かった「水にとけやすい」性質も、塩素の性質です。
塩酸の電気分解の化学反応式
塩酸の電気分解の化学反応式は次のとおりです。
塩酸の電気分解の化学反応式
2HCl → H₂ + Cl₂
塩酸 → 水素 ＋ 塩素
【まとめノート】電気分解は極に注意して整理しよう｜中2理科 化学
本記事では、中学2年で学習する電気分解を解説しました。なお、電気分解について、水、塩化銅、塩酸を、実験を中心にまとめました。
化学変化や化学反応式について復習したい方は、下のノートを参考にしてください▼
1種類の純物質（化合物）が、電気により2種類以上の物質に分かれる化学変化
分解の化学反応式は、次のようにノートにまとめました。参考にしてください▼
- 水の電気分解
2H₂O→2H₂+O₂ - 塩化銅の電気分解
CuCl₂→Cu+Cl₂ - 塩酸の電気分解
2HCl→H₂+Cl₂
水の電気分解のまとめノートは、次のようにするといいでしょう▼
水の電気分解
- 化学反応式
2H₂O → 2H₂ + O₂
水 → 水素 ＋ 酸素 - 極ごとの気体
陰極；水素 、 陽極；酸素 - 気体の量
水素の発生量は酸素より2倍
塩化銅の電気分解のまとめノートは、次のようにするといいでしょう▼
塩化銅の電気分解
- 化学反応式
CuCl₂ → Cu + Cl₂
塩化銅 → 銅＋ 塩素 - 極ごとの物質
陰極；固体の銅 、 陽極；気体の塩素
以上、中学2年生の化学分野『電気分解』の解説でした。
熱分解は、こちらから復習できます▼
化学式や分子は、次の記事も参考にしてください▼
入試や定期テストでよく出る化学反応式一覧は、こちらからどうぞ▼
この記事が、皆さんの理解のお役に立てれば幸いです。
