硫酸銅水溶液とは？中学受験・高校受験の頻出ポイントをわかりやすく解説

出典: Wikipedia

一般小学生

まとめ

硫酸銅水溶液: 硫酸銅を水に溶解させた、銅イオンに由来する鮮やかな青色を呈する電解質水溶液

解説

硫酸銅水溶液は、硫酸銅（Ⅱ）五水和物などの結晶を水に溶かすことで得られる液体です。水溶液中では「CuSO4 → Cu2+ + SO4 2-」のように電離しており、電気を導く性質を持つ典型的な電解質として知られています。この溶液の最大の特徴である美しい青色は、水和した銅(II)イオン（[Cu(H2O)4]2+など）が存在することに由来します。

中学校や高校の化学分野では、ダニエル電池の正極側の電解液として利用されるほか、金属板への銅めっきや、不純物を含む銅を純化する「銅の電解精錬」の実験などで頻繁に登場します。また、再結晶によって大きな青色の単結晶を作る実験の材料としても一般的です。

コラム

硫酸銅の無水物は白色の粉末ですが、水に触れると青色の水和物へと変化する性質があります。この色の変化を利用して、石油やエタノールなどの液体中にわずかな水分が含まれているかを確認する試薬として用いられることがあります。

取り扱い上の注意として、硫酸銅水溶液は弱酸性を示し、重金属である銅を含むため毒性があります。皮膚に触れないよう注意し、使用後の廃液は環境負荷を抑えるために適切な処理工程を経て処分する必要があります。

小学生のみなさんへ

硫酸銅水溶液りゅうさんどうすいようえきは、透き通ったきれいな青色をした液体です。この青色は、水の中に銅（どう）という金属が溶けているために見えます。

理科の実験では、電気が流れるかどうかを確かめたり、電池を作ったりするときによく使われます。また、この液をゆっくり乾かしていくと、宝石のように美しい青色の結晶けっしょうを取り出すこともできます。

ただし、この液には毒どくがあるので、絶対に飲んだりなめたりしてはいけません。実験が終わったあとは、石けんで手をよく洗うことが大切です。

ルラスタコラム

硫酸銅の粉は、水がないときは真っ白な色をしています。そこに水を一滴たらすと、あっという間にきれいな青色に変わります。この性質を使って、目に見えないくらいのわずかな水分を見つけることができるんですよ。

テストでの問われ方・理解度チェック

【基礎】硫酸銅水溶液が鮮やかな青色を示しているのは、溶液中に何というイオンが含まれているためですか。

銅イオン（Cu2+）

【応用】ダニエル電池の実験において、硫酸銅水溶液は「正極」と「負極」のどちら側の容器に入れますか。また、その理由を簡潔に説明してください。

正極側。水溶液中の銅イオンが電子を受け取って、金属の銅として析出する反応（還元反応）が起こるため。

【実践】硫酸銅水溶液に亜鉛板を浸して放置すると、溶液の青色はどのように変化しますか。イオン化傾向の違いに触れて記述してください。

溶液の青色は次第に薄くなる。亜鉛は銅よりもイオン化傾向が大きいため、亜鉛が溶け出して亜鉛イオンになる一方で、溶液中の銅イオンが電子を受け取って金属の銅となり析出するため、銅イオンの濃度が減少するから。

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