中学理科「水素の性質と発生方法」

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中学理科「水素の性質と発生方法」についてまとめています。

水素の性質

  • もっとも軽い気体…さまざまな気体のなかで、もっとも密度が小さな気体(空気の密度の約0.07倍)で拡散する速度が最大である。
  • 可燃性がある…空気中では無色の炎を上げて、水素自身が燃える。水素と酸素が体積比で2:1の割合で混ざり合うと、もっとも激しく燃焼(爆発)するので、この混合比の気体を水素爆鳴気という。
  • 助燃性がない…純粋な水素のなかにろうそくの炎を入れると、ろうそくの炎は消えてしまう。
  • 水にはほとんど解けない…20°Cで、水1cm3に約0.02cm3だけ溶ける。

水素の発生方法

亜鉛などの金属に塩酸や硫酸を加える…亜鉛・鉄・アルミニウム・マグネシウムなどの金属にうすい塩酸や硫酸を加える。

  • 水を電気分解する…水は電気を通しにくいので、水に硫酸や水酸化ナトリウム水溶液を加えてから電気分解すると、陰極で水素が陽極で酸素がそれぞれ発生する。
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水の電気分解

水の電気分解は、水酸化ナトリウムを溶かした水を電気分解装置に入れて電圧をかけると、陰極、陽極どちらの電極からも気体が発生する。

  • 電圧を高くすると気体の発生がさかんになる。
  • 陰極側、陽極側に集まる気体の体積の比は2:1
  • 陰極側…マッチの火を近づけると音を立てて気体が燃える。集まった気体は水素。
  • 陽極側…火のついた線香を入れると炎を上げて燃える。集まった気体は酸素。
  • 水→水素+酸素

確認中2理科「水の電気分解」ポイントまとめ

まとめ

  • 化学式…H2
  • 色や臭い…無色無臭
  • 水への溶け方…溶けにくい
  • 重さ…空気より軽い※気体の中で一番軽い
  • 集め方…水上置換法
  • 水素の判別法…①マッチの火を近づけると音を立てて燃える。②マッチの火を近づけると爆発して水ができる。
  • 水素+酸素→水
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