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1章 水溶液とイオン 1水溶液と電流 実験 1 電流が流れる水溶液 Date 9 3 水 右の図のようにして、溶質や水溶液に 電極を入れて、電流が流れるか調べる。 物質を変えるときは、電極を純水で よく流う。 電源装置 ・ステンレス 電極 <結果> 電流計 0:電流が流れたX電流が流れなかった 調べる水溶液 純水…× 食塩 食塩水…○(1番強い電流) 砂糖…× × 砂糖水…× 塩酸・・・〇(1番 (電流)エタノール水溶液…× 水酸化ナトリウム水溶液…○(気体が発生し、色も変化した) 塩化銅水溶液…〇 (気体が発生し、電極が赤くなった) まとめると… 溶質 溶質 溶液 電流 水 - × 食塩 × 水 食塩 食塩水 ○ - 砂糖 × 水 砂糖 砂糖水 × 水 塩化水素 塩酸 0 水 水酸化ナトリウム 水酸化ナトリウム水溶液 水 エタノール エタノール水溶液 × 水 塩化銅 塩化銅水溶液 <気づき> 溶質 のみだと 電流は流れない 水のみでも電流は流れない 有機物だけが溶質のものには電流が流れなかった
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Date 9 3 水 用語確認 イオン··· 電気を帯びた粒子 十の電気を帯びた粒子・陽イオン 一の電気を帯びた粒子…陰イオン 電離…物質が水に溶けて陽イオンと陰イオンに分かれること 電解質…電離する物質、水溶液に電圧を加えると電流が流れる 企 例)塩化水素、水酸化ナトリウム、塩化銅など 非電解質 II.C 電離しない物質、水溶液に電圧を加えても電流が流れない 例)エタノール、砂糖など 塩化銅 銅イオン+塩化物イオン → 原子の構造 例)ヘリウム 電子(一の電気を持っている)x2 原子核 中性子(電気を持っていない) ・陽子(+の電気を持っている)×2 原子全体で陽子と電子の数が等しいため、電気を持って電気 原子の電子配置 1H(水素原子) 2 He 3LiL殻4 Be 6C (炭素) 大殻 12Mg(マグネシウム) 18 A5(アルゴン) 20Ca(カルシウム) M殻 Nakabayashi 原子は電子を受けとったり N殻離したりして、貴ガスの 電子配置をとる ↓ He, Ne, Ar それぞれの殻に最大の数の 電子が入り、安定している
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Date 9 9 火 11 Na(ナトリウム)→Na+(ナトリウム 13Al(アルミウム)→A13+(アルミニウム イオン) → BC イオン) 外に とびでる 8 酸素)→02(酸化物イオン) 17C1(塩素)→Cl(塩化物イオン) (6+) IH(水素)→H+(水素イオン) ①土 ← (土) →> 2価 3価 Fe2+ Fe3+ 鉄イオン Cu 2+ 銅イオン Au金× Ag+ 亜鉛イオン Ba 2+ 銀イオン バリウムイオン P62+鉛イオン 陽イオン 1 原子が電子を手抜し、土の電気を帯びたもの 例)H+,Cu+NH4(アンモニウムイオン) イオン 陰イオン・・・原子が電子を受けとり、一の電気を帯びたもの 例)CL,O,OH(水酸化物イオン)、SO4 (硫酸イオン)、CO3 (炭酸イオン)NO(硝酸イオン) 電離を表す式 塩化水素 水素イオン+塩化物イオン HCl -> H+ + ce 土日になる 塩化銅 Y>> CuCl2→ Cu2+ + 銅イオン 塩化物イオン 201 ために、 Clを増やす。 +21-2=10 Nakabayashi
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Date 9. 10 水 → → >>> 塩化ナトリウム ナトリウムイオン+塩化物イオン Nace Na+ Ce 水酸化ナトリウム ナトリウムイオン+水酸化物イオン NaOH Nat + OH + → 水酸化バリウム→バリウムイオン 水酸化物イオン Ba(OH)2 Bat 十 20H 炭酸水素イオン+炭酸イオン H2CO3→ Ht + CO32- 硫酸水素イオン+硫酸イオン H2SO4→ 2H++ SO42- 塩化水素の 電気分解 H2発生 Cl2 発生 HCl → H++ Cl 陰極 陽極 H H 陰極 H++→H(水素原子) H+H →H2(水素分子) 陽極 Cl → CL(塩素原子)+ Cl+Cl →cl(塩素分子) 塩化銅の電気分解 陽極 12 塩化銅は、水溶液中で銅イオンと塩化物イオンと 電離している。銅イオンは陰極から電子を2つ 受けとり、金原子となる。 陰極 Cu2++ →Cu (銅原子) 塩化物イオンは陽極に電子を手放して塩素原子 となる、塩素原子が2個ずつ結びついて、塩素分子となる。 陽極 Cl → Cl(塩素原子)+ Cl+ Cl → Cl2(塩素分子) 酸性 酸性の水溶液・塩酸 HCl、硫酸H2SO4、酢酸CH3COOH, 炭酸H2CO3、硫酸 NHO3 Nekalayashi
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Date 9 ・10 水 電離 H+ 酸水素イオン+陰イオン 例)塩化水素 水素イオン+塩化物イオン HCl → H+ + リトマス紙 青→赤 PH値→7より小さい cl- BTB液→黄色 硫酸→水素イオン+硫酸イオン H2SO4→ 2H++ SO42 2- 黄色→弱酸 強酸 硝酸水素イオン+硝酸イオン NHO3 H++ NO37 PHPHz→強い酸性 →数字が小さくなるほど強い! マグネシウムリボンを入れると、気体(水素、H2)が発生 アルカリ性 水溶液 水酸化ナトリウム水溶液 NaOH・アンモニア水 NH3 ・水酸化バリウム水溶液 Ba(OH)2・水酸化カリウム水溶液 KOH 電離 OHT アルカリ→陽イオン+水酸化物イオン >>> 例)水酸化ナトリウム ナトリウムイオン 水酸化物イオン NaOH Na+ + OH 水酸化バリウム→バリウムイオン+水酸化物イオン Ba(OH)2 Ba²+ + 20H 水酸化カリウム→カリウムイオン+水酸化物イオン KOH -> k+ + OHT アンモニア水 NH3 + H2O→NH4++OH リトマス紙…赤→青 PH値 →7より大きい BTB液→青色 緑色弱アルカリ PH14など→強いアルカリ性(強アルカリ) フェノールフタレイン溶液を入れると赤色に変わる。タンパク質が溶かす 中性…PH7 BTB→緑色 Nakalayınl
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Date 9 13 土 +7.5× 水でしめらせた 3紙 赤色のリトマス紙 (1) 塩酸をしみこませた系を置き I VAXIBA 電圧をかけるとABCDのどこの 色が変わったか、D ・極 青色のハトコ 糸 理由:電流が流れたことによって塩酸が 水素イオンと塩化物イオンに電離し、陽イオンである水素イオンが 一極へ引きつけられ、そのはたらきによって青色リトマス紙が赤色に変わる (2) 水酸化ナトリウムだとABCDどこの色が変わったか、A 理由:電流が流れたことによって水酸化ナトリウム水溶液はナトリウムイオン と水酸化物イオンに電離しょーイオンである水酸化物イオンが+極 へ引きつけられ、そのはたらきによって赤色リトマス紙が青色に変わる 塩酸と水酸化ナトリウムの中和 NET ・水酸化ナトリウム 酸 水を 水溶液 H2O H++OH→H2O 発する ⑦ H ・塩酸 H₂O OH (H20 (20 (H) (H) (Not Na Na ↓ Nat (H2O) (H2O) BTB液黄色 黄色 青色 色 Hがある Hがある OHがある H+ OH がない 中和・酸性とアルカリ性が打ち消し合うこと 中性・水素イオンと水酸化物イオンが無くなった状態 ⇒ H20(水)がなくなるので(蒸発したから)NaとClはイオンではなくなる、 よって、Nat+Cl→Nacl(塩化ナトリウム)が残る <実験> 水溶液が黄色の場合→水酸化ナトリウム水溶液を加える 水溶液が青色の場合→塩酸を加える もとの水溶液・塩酸 Nakabayashi
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Date 9 13 土 HCl → H++ Cl] (塩化水素 水素イオン+塩化物イオン) +)NaOH→Na++lOH)(水酸化ナトリウム ナトリウムイオン+水酸化物イオン) HCl + NaOH → NaCl+H2O 酸ハイ H+ 陰イオン オ 陽 アルカリOH オ (陽イオン(OH) 塩(えん) H2O(水) いろいろな塩 • 硝酸と水酸カリウム水溶液の中和 HNO3→HTHNO3)(硝酸水素イオン+硫酸イオン) +KOHK++OH(水酸化カリウム→カリウムイオン+水酸化物イオン) • HNO3+KOH→KNO3+H2O →硫酸カリウム 硫酸と水酸化バリウム水溶液の中和 H2SO4 → 21450円(硫酸水素イオン+硫酸イオン) +)Ba(OH)2→(+120-](水酸化バリウム→バリウムイオン 水酸化物イオン) H2SO4+BalOH)2→BaSO4+2H2O 水の電気分解 水素イオン イオン →硫酸バリウム水 H++H(水素原子) H +H→H2(水素分子) Nakakayoshik
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Date 9.13 土 金属のイオンのなりやすさ Li>K>ca > Na > Mg>A1> Zn>Fc> (Hz)> Cu>Ag>Au 覚え方 貸(k)そうか(Ca)な(Na)ま(Mg)あ(A1) あ(zn) (Fe)に すん(Sn)なひ(H)ど(Cu) す(Hg)ぎる借金(Pt) 硫酸銅水溶液 Zn CuSO4 |mg| 硫酸銅水溶液 Cuso41mg 硫酸亜鉛水溶液 ZnS04 >Mg+ C++2c Cu 2+ Cu+ + 2e Cu Zh+2e Zn 硫酸マグネシウム水溶液 MgS04 ボルタ電池 子の移動の向き 十様 極 水素の発生 電流の向き Cu 問題点・水素が発生する CQ すぐ電圧が低下する 亜鉛がとける 電子をうけとる 塩酸 e 一極 ダニエル電池 電子の移動の向き ●セロハン膜 +極 電法の向き Zn Cu Cu 500 Zn L+ 全体 VI 20% とげる zs64 2012 電子 とる →Cu 硫酸銅亜鉛水溶液 Cuso4硫酸銅水溶液 2+ Cu + 2e- 改善点 ・電圧が一定 ・水素がほぼ発生しない Nakabayashi LE
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化学式 酸性 塩化水素:HCl →H+Cl 硝酸:HNO3 →H++NOョー *硫酸:H2SO4→2H++SO42 Date 913 土 HCl→H++ClHcl→H++CHCl→H++Cl HNO3→H++NO5HNO3→H++NOS H2SO4→2H++SO4-H2SO4→2H++SO4 NaOH→Na++OHNaOH→Na++OH KOH→K++OHKOH→K++OH アルカリ性 Ba(OH)2→Ba+20H Ba(OH)2→Ba+20H 水酸化ナトリウム:NaOH→Na++OH 水酸化カリウム:KOH→K++OH HCl NaOH→Nacl+H2OHCl+NaOH→Nacl HNO3+NaOH→NaNO3+H2OHNO3+ NaOH 水酸化バリウム:Ba(OH)2→Ba²+20H_ HNO3+KOH KNO3+H2OHNO3+KOH→KNO H2SO4+2NaOH→Na^SO4+2H2O Na²SO4 中和 酸+アルカリ→塩+水 H2SO4+Ba(OH)2→BasO4+2H2O BasO4 H2Cos+Calor)2→CaCO3+2H2O 塩酸+水酸化ナトリウム→塩化ナトリウム+水 COz+H2O→H2CO3 NH3+H2O→NH4+OH HCl+NaOH→NaCl+H2O 硝酸+水酸化ナトリウム→硝酸ナトリウム+水 HNO3+NaOH→NaNO3+ H2O 硝酸+水酸化カリウム→硝酸カリウム+K HNO3+KOH KNO3+H2O 硫酸+水酸化ナトリウム→硫酸ナトリウム+k H2SO4+2NaOH→NazSO4+2H2O 硫酸+酸化バリウム→硫酸バリウム+ H2SO4+Ba(OH)2→BasO4+2H2O 炭酸+水酸化カルシウム炭酸カルシウム+水 H2CO3+Ca(OH)2→CaCO3+2H2O 炭酸 二酸化炭素+水 炭酸 CO2+H2O→H2CO3 一部がHHCOに電離酸性 アンモシア+水→アンモニウムイオン+水酸化物イオン NHH2O NH4OH=アルカリ性 硫酸銅水溶液の電離 → CuSO4Cat+SO4 " 燃料電池 2H2+O2→2H2O 硝酸銀水溶液+銅銀 銀Ag+e→A Nakabayashi
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Date もしセロハンがなかったら? +極(CusO4)と一極(ZnSO4)が混ざり合う 銅のイオン化傾向は亜鉛より小さいため、銅イオンが亜鉛から電子 を奪い、銅になってしまう。 →亜鉛板が銅でおおわれてしまい、電池が動かなくなる もし2つのビーカーでやったら? 一極側の溶液はミが増えるが、その十の電気の行き場がない (打ち消す相手も流れていく先もない)ため、すぐに溶け出せなくなる。 一方、陽極側の溶液はcaが減るが、その一の電気がたまって 銅イオンが電子を受けとれなくなり、反応がすぐに止まってしまう。 身のまわりの電池 一次電池・放電すると電圧が低下し、もとに戻らない電池 二次電池・外部から逆向きの電流を流すと、低下した電圧が回復し、 くり返し使える電池(または蓄電池) 一次電池の例・マンガン乾電池、アルカリ乾電池、リチウム電池 二次電池の例・鉛蓄電池、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池 マンガン電池とり出せる電流は小さいが、休ませつつ使うと長持ちリモコンなど アルカリ乾電池…大きな電池が取り出せ、連続使用可 LEDライトなど リチウム電池・電圧が高く、長もちして低温にも強い 電卓など リチウムイオン電池・電圧が高く、安定していて大きな電力を得られる 小型化、軽量化が可能、スコートフォンなど 燃料電池・水の電気分解と逆の化学変化を利用する電池 →環境に対する悪影響が少なく <電気分解>2H2O→2Hz+Oz <燃料電池2H2+O2→2H2O 氷水素 電気エネルギー +酸剤 + -> /7/< 電気 エネルギー Nakahayashi
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Z ← Date 9 13 土 記述対策用語まとめ 電解質…水にとかしたときに電流が流れる物質 非電解質・水にとかしても電流が流れない物質 原子核・原子の中心にあり、陽子と中性子からできている物 電子・原子核のまわりにある一の電気を持つ物 陽子・原子の中心にある原子核の一部で+の電気をもつ物 中性子・原子の中心にある原子核の一部で、電気をもたない物 同位体…同じ元素で中性子の数が異なる原子 イオン 原子や原子の集団が電気を帯びた物 陽イオン原子や原子の集団が電子を失い、十の電気を帯びた物 陰イオン原子や原子の集団が電子を受けとり の電気を帯びた物 電離…物質が水にとけて、陽イオンと陰イオンにばらばらに分かれること 酸水溶液にしたとき、電離して水素イオン(H)を生じる化合物 アルカリ水溶液にしたとき、電離して水酸化物イオン(OH)を生じる化合物 PH…酸性やアルカリ性の強さを表す値PH値が低いほど強い酸性、高いほど強いアルカリ性 中和川水素イオン(H)と水酸化物イオン(OH)が結びついて水をつくり、互いの性質を 打ち消し合う反応 塩酸の陽イオンとアルカリの陰イオンが結びついてできた物質 代表的な陽イオンと陰イオン 陽イオンつ素イオン(H+)、ナトリウムイオン(Na+)、カリウムイオン(K+)、銀イオン(Ag)、 銅イオンヒ)、亜鉛イオン(zr)、鉄イオン(Fc27)、カルシウムイオン(Ca)、 バリウムイオン(Ba²+)、マグネシウムイオン(Mg2+)、アンモニウムイオン(NH) 陰イオン・・・塩化物イオン(CI)、水酸化物イオン(OH)、硫化物イオン(52)硫酸イオン(0) 硝酸イオン(NO3)炭酸イオン(O3) 代表的な酸、代表的なアルカリ 酸·塩酸(HCl)、硫酸(H2SO)、硝酸(HNO))酢酸(CH.COOH) アルカリ・水酸化ナトリウム(NaOH)、水酸化カルシウム(CalOH)2)、水酸化バリウム(Ba(OH)) 水酸化カリウム(KOH)、アンモニア(NH3) 電池・化学変化を利用して、物質のもつ化学エネルギーを電気エネルギーに変える装置 一次電池・放電すると電圧が低下し、もとにもどらない電池 二次電池(畜電池)・外部から逆向きの電流を流すと低下した電圧が回復し、 くり返し使うことができる電池 充電・外部から逆向きの電流を流して電池の電圧を回復させる操作 Nakabayashi
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