電気分解の違い辞典｜中3理科（理科）

この章の比較ペア（まとめ表）

電池は金属がもつ化学エネルギーを電気エネルギーに変える装置で、自然に反応が進みます。逆に電気分解は外から電気エネルギーを加えて、ふだんは起こらない化学変化を強制的に起こすしくみです。エネルギーの向きが逆なので、極の呼び方も「正極・負極」と「陽極・陰極」で区別します。

「電池の正極」と「電気分解の陽極」を同じものと思い込みやすい。電池は自発、電気分解は外部電源が必要という点もよく混同される。

「電池と電気分解でエネルギーの向きはどう違うか」「電気分解には何が必要か」を問う記述問題。電気分解の図を見せて外部電源の有無から電池か電気分解かを判断させる問題も頻出。

電極は反対の電気を引きつける性質があるので、−の陰極には＋の陽イオンが集まり、＋の陽極には−の陰イオンが集まります。陰極では陽イオンが電子を受け取って金属や水素になり、陽極では陰イオンが電子を放出して塩素や酸素になります。

「陽極だから陽イオンが集まる」と覚えてしまう間違いが多い。実際は反対の電荷に引かれるので、陽極には陰イオン、陰極には陽イオンが集まる。

「陰極・陽極で発生する物質を答えよ」「陽極に集まるのは陽イオンか陰イオンか」を問う問題。観察から赤色の固体や刺激臭の気体を提示し、どちらの電極か判断させる問題も頻出。

比べる軸	水の電気分解	塩化銅の電気分解
電気分解する物質	水 H₂O（水酸化ナトリウムを少量とかす）	塩化銅水溶液 CuCl₂
陰極で発生・析出するもの	水素 H₂（気体）	銅 Cu（赤色の固体が析出）
陽極で発生するもの	酸素 O₂（気体）	塩素 Cl₂（黄緑色・刺激臭）
全体の化学反応式	2H₂O → 2H₂ + O₂	CuCl₂ → Cu + Cl₂
陰極側の特徴的な確認方法	火を近づけるとポンと音を立てて燃える	電極に赤色の固体が付着する
陽極側の特徴的な確認方法	火のついた線香の炎が大きくなる	黄緑色で刺激臭、湿った青色リトマス紙を赤くして漂白する
陰極：陽極の体積比など	水素：酸素 = 2:1	陰極は固体析出のため気体比較不可

水も塩化銅水溶液も電気分解で分かれますが、水溶液中にあるイオンが違うため生成物が変わります。水（NaOH水溶液）にはH⁺とOH⁻が、塩化銅にはCu²⁺とCl⁻が存在します。陰極では陽イオンが、陽極では陰イオンが反応するので、組み合わせによって出てくる物質が決まります。

塩化銅の電気分解で陰極からも気体が出ると思い込みやすい。実際は銅が赤色の固体として析出する。また水の電気分解で水素と酸素の体積比を逆（1:2）に覚える間違いも多い。

「ある水溶液を電気分解すると陰極に赤色の固体、陽極から刺激臭の気体が出た。水溶液は何か」を問う実験問題。水の電気分解では水素：酸素 = 2:1の体積比を答えさせる出題が定番。