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毒物劇物取扱者試験問題

演習No.004

問題18

電気分解に関する次の文章の（イ）～（ロ）に当てはまるものとして、下の組み合わせのうち、適切なものは次のうちどれか。

塩化銅(Ⅱ)(CuCl₂)水溶液に2本の炭素電極を浸し、電池をつないで電流を流すと、陰極には（イ）が析出し、陽極には（ロ）の気体が発生する。

	(イ)	(ロ)
	炭素(C)	塩素(Cl2)
	塩素(Cl2)	銅(Cu)
	銅(Cu)	塩素(Cl2)
	銅(Cu)	酸素(O2)

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解　 説

選択肢(3)が適切です。

水溶液の電気分解のときに、陰極側では水溶液の陽イオンに電子が与えられ（還元）、陽極側では陰イオンから電子が奪われます（酸化）。

CuCl₂水溶液のの電気分解

陰極　Cu²⁺＋2e^-　→　Cu（還元反応）‥①

陽極　2Cl^-　→　Cl₂＋2e^- （酸化反応）‥②

①電池の陰極に接続した電極では、陽イオンが電子を受け取っています。
　このときの陽イオンは、イオン化傾向の小さい重金属イオンCu²⁺ですので、生成物として金属Cuが析出されます。

②電池の陽極に接続した電極では、陰イオンが電子を失っています。
このときの電極に炭素棒Cを用いていますので、生成物としてハロゲンガスCl₂が発生します。

【水溶液の電気分解】

水溶液中に存在する電解質の電離で生じたイオンと、水分子自身の酸化還元反応のおこりやすさを考えます。

陰極での反応

陽イオン	生成物	反応例
イオン化傾向の小さい重金属イオン Cu2+、Ag+など	金属が析出	Cu2+＋2e-→Cu Ag+＋e-→Ag
イオン化傾向の大きい軽金属イオン K+、Ca2+、Na+、Mg2+、Al3+	H2が発生	2H2O＋2e-→H2＋2OH- (H+が多いとき)2H+＋2e-→H2

《注意》イオン化傾向が中程度の金属イオンの場合、濃度により、金属の析出とH₂発生がおこる。

陽極での反応

電極に白金Ptまたは炭素棒Cを用いたときの変化

陰イオン	生成物	反応例
ハロゲン化物イオン Cl-、Br-、I-	ハロゲン単体 Cl2など	2Cl-→Cl2＋2e-
OH-、SO42-、NO3- などの多原子イオン	O2が発生	2H2O→O2＋4H+＋4e- (OH-が多いとき)4OH-→2H2O＋O2＋4e-

陽極にCu、Agなどの金属を用いたときの変化

電極が酸化され、陽イオンとなって溶けだす

例 陽極(Cu)：Cu→Cu²⁺＋2e^-

演習No.002 問題18 鉛蓄電池

演習No.003 問題17 電気分解

演習No.004 問題18 電気分解

ファラデーの電気分解の法則1

ファラデーの電気分解の法則2

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