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この問題でおさえておきたいこと

解答
（１）物質…イ　　理由…ウ
（２）エ
（３）3cm³
（４）8倍

重要事項のまとめ

・水を電気分解すると、陽極（＋極）に酸素、陰極（－極）に水素が発生

・酸素：水素＝1：2の体積比で発生

解説

（１）純粋な水は電流を通しません。よって、このままでは電気分解ができないので、電流を通すため、水の電気分解の実験では水酸化ナトリウムが必要です。

（２）アはアンモニア、イは二酸化炭素、ウは酸素、エは水素の特徴です。陰極（－極）に発生するのは水素ですから、エが正解となります。
ウとエが少し判別しにくかったかもしれませんが、「空気中には約20％含まれている」という部分で、ウは酸素だと判断できます。

（３）（２）でもふれたとおり、陰極（－極）に発生するのは水素ですから、水素が6cm³発生したことになります。
体積比は1：2なのですから、酸素が$x$cm³発生したとすると、

\( 1：2 = x：6 \)
\( 2x = 6 \)
\( x = 3 \)cm³　となります。

（４）密度とありますが、密度はどういう公式で求めるか覚えていますか？単位はg/cm³で、次の公式で求まりました。

密度＝	質量（g）
	体積（cm3）

これを使いながら考えましょう。まず、質量については問題で求めなさいとされている事柄ですから、体積からチェックしましょう。（３）で求めたとおり、酸素の体積は3cm³で、水素の体積は6cm³でした。

そして、問題文に出てきた密度ですが、陽極（＋極）に発生した気体とは酸素、陰極（－極）に発生した気体とは水素のことですから、酸素の密度は水素の密度の16倍ということになります。これだけでは具体的な数字がわからないので、とりあえず水素の密度を$X$（g/cm³）とおきましょう。そうすると、酸素の密度は$16X$（g/cm³）となります。

これらをさっきの公式にあてはめていくと、水素については、

$X$＝	（水素の質量）
	6

両辺に6をかけると、
（水素の質量）= $6X$（g）

一方、酸素は、

$16X$＝	（酸素の質量）
	3

両辺に3をかけると、
（酸素の質量）= $48X$（g）

文字が混じった状態ですが、とりあえずこれで質量は求まりました。よって、酸素の質量は、水素の質量の
\( 48X÷6X = 8 \)倍となります。