理科 第5章
イオン
解説編
電離・電気分解・中和計算
① 導入
イオン式では原子の右上の電荷まで正確に書きます。
② 基本概念
電離は水中でイオンに分かれること。陽イオンは陰極、陰イオンは陽極へ移動します。中和ではH⁺とOH⁻が水になります。
③ 図解
NaCl → Na⁺ + Cl⁻ H⁺ + OH⁻ → H₂O
④ 例題 解説
例1:Na⁺ + Cl⁻。例2:a(陰極)。正のCu²⁺は負の電極に引かれる。例3:20 mL。濃度が同じでHClとNaOHは1:1で中和するため同体積である。
⑤ 基本問題 解説
1:Mg²⁺。電子2個を失うので+2。2:H⁺。3:OH⁻。4:陰イオン。5:塩化ナトリウム(NaCl)。
⑥ 標準問題 解説
6:0.20×10=0.10×V より V=20 mL。7:H⁺がOH⁻より余るので酸性。8:SO₄²⁻。9:砂糖は水に溶けてもイオンにならず、電流を運ぶ粒子がない。
⑦ 応用・入試形式 解説
13:n=C×V=0.20 mol/L×0.050 L=0.01 mol。14:OH⁻はn=0.10 mol/L×0.080 L=0.008 mol。余ったH⁺は0.010-0.008=0.002 mol(酸性が残る)。15:3.20-3.00=0.20 g(10分あたり)。Cu²⁺+2e⁻→Cuで銅が陰極に析出するため質量が増える。16:例「水溶液中のCu²⁺が陰極で電子を2個受け取って銅原子となり、陰極の表面に付着し続けるため。」陽イオンが電子を受け取って原子になる変化(還元)が続く限り質量は増え続ける。
⑧ 確認テスト 解説
1:陽イオン。2:陰イオン。3:水。4:中性。5:OH⁻。
⑨ 完全解説
中和計算はまず反応の比を確認します。本章の塩酸と水酸化ナトリウムはH⁺とOH⁻が1:1です。