理科 第5章
イオン
問題編
電離・電気分解・中和計算
① 導入
電離・電気分解・中和をイオン式と体積の計算で扱います。
② 基本概念
- NaCl → Na⁺ + Cl⁻ のように水中でイオンに分かれる。
- 陽イオンは陰極へ、陰イオンは陽極へ移動する。
- 中和の本質は H⁺ + OH⁻ → H₂O である。
③ 図解
電源(−) 陰極 ← Na⁺ Cl⁻ → 陽極 電源(+) HCl → H⁺ + Cl⁻ NaOH → Na⁺ + OH⁻ H⁺ + OH⁻ → H₂O
④ 例題
塩化ナトリウム NaCl が水に溶けて電離するときのイオン式を答えなさい。
硫酸銅水溶液を電気分解するとき、Cu²⁺が移動する電極はどちらか。
0.10 mol/Lの塩酸20 mLを中和する0.10 mol/LのNaOH水溶液は何mL必要か。
⑤ 基本問題
Mg原子が電子を2個失うとできるイオン式は何か。
酸性の水溶液に共通して含まれるイオンは何か。
アルカリ性の水溶液に共通して含まれるイオンは何か。
電気分解で陽極へ移動するのはどちらか。
HClとNaOHの中和でできる塩は何か。
⑥ 標準問題
0.20 mol/Lの塩酸10 mLを中和する0.10 mol/LのNaOH水溶液は何mLか。
中和後も酸性であることを、H⁺とOH⁻の数の関係で説明しなさい。
硫酸イオンのイオン式を答えなさい。
砂糖水が食塩水より電流を通しにくい理由を説明しなさい。
⑦ 応用・入試形式
| 電気分解の時間（分） | 0 | 10 | 20 | 30 |
|---|---|---|---|---|
| 陰極（銅）の質量（g） | 3.00 | 3.20 | 3.40 | 3.60 |
0.20 mol/Lの塩酸50 cm³に含まれるH⁺は何molか。
問題13の塩酸50 cm³に、0.10 mol/Lの水酸化ナトリウム水溶液80 cm³を混ぜた。混ぜた後に余っているH⁺は何molか（先にOH⁻のmolを求めてから引きなさい）。
上の表は硫酸銅水溶液を電気分解したときの陰極（銅板）の質量の変化である。10分あたり陰極の質量は何g増えるか。
上の表から、電気分解が進むにつれて陰極（銅板）の質量が増加し続ける理由を、水溶液中のイオンと電子の授受に触れて40字程度で説明しなさい。
⑧ 確認テスト
確認1: Na⁺は陽イオンか陰イオンか。
確認2: 陽極へ移動するイオン
確認3: H⁺とOH⁻からできる物質
確認4: 0.10 mol/L同士を同量混ぜると液性は何性か。
確認5: 水酸化物イオンの式
⑨ 完全解説
解答・解説は解説編で、濃度×体積が等しいかを確認してください。