化学変化とイオン ─ 電池・電気分解・酸とアルカリ [中3 理科]

結論: イオンは『電気を帯びた粒子』、化学反応の主役

イオンの基本: ・陽イオン: + の電気を帯びた粒子 (Na⁺, H⁺, Mg²⁺) ・陰イオン: - の電気を帯びた粒子 (Cl⁻, OH⁻, SO₄²⁻) ・電解質: 水に溶かすとイオンに分かれる物質 (NaCl, HCl) ・非電解質: イオンにならない (砂糖、エタノール)

解法 1: 電池の仕組み

ボルタ電池: 亜鉛板 (-) と銅板 (+) を希硫酸に浸す。 ・亜鉛が溶けて Zn²⁺ になる (- 極で電子発生) ・電子は導線を通って銅板へ ・水素イオン H⁺ が銅板で電子を受け取って H₂ ガス

電流は + → - (電子の流れと逆)。

解法 2: 電気分解

塩化銅水溶液の電気分解: ・陽極 (+): 塩素 Cl₂ ガス発生 ・陰極 (-): 銅 Cu が析出

水の電気分解: ・陽極: 酸素 O₂ ・陰極: 水素 H₂ (体積 2:1)

解法 3: 酸とアルカリ・中和

酸: 水溶液中で H⁺ を出す (HCl, 硫酸 H₂SO₄) アルカリ: 水溶液中で OH⁻ を出す (NaOH, アンモニア水) 中和: H⁺ + OH⁻ → H₂O (水が生成)

BTB 溶液: 酸=黄、中性=緑、アルカリ=青。

典型的な間違いと診断

**パターン 1: 陽イオン陰イオンの取り違え** → 戻る場所: 金属系は陽 (+)、非金属系は陰 (-) になりやすい。

**パターン 2: 電池の極性** → 戻る場所: 溶ける方が -、変わらない方が +。

**パターン 3: 中和点と PH の関係** → 戻る場所: 中和 = 完全に H⁺ と OH⁻ が反応した状態 ≠ PH7 とは限らない (塩の性質による)。

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