イオン化傾向と化学電池 点数が上がる高校入試理科問題

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金属のイオンへのなりやすさであるイオン化傾向に関する問題演習を行います。金属の組み合わせで、溶ける金属や流れる電流の向きが変化します。イオン化傾向をうまく使って解きましょう。

イオン化傾向と化学電池の問題

イオン化傾向問題図のように、発泡ポリスチレンの板に金属板Aと金属板Bを差し込み、うすい塩酸の中に入れた。この金属板に導線をつけ、電子オルゴールに接続し、電子オルゴールが鳴るか調べた。このとき使った金属板の組み合わせは下の通りである。次の各問いに答えなさい。

金属板A 金属板B
実験1
実験2 亜鉛
実験3 アルミニウム 亜鉛
実験4 マグネシウム

(1)実験1~実験4の組み合わせで、電子オルゴールが鳴るものはどれか。すべて選び実験番号で答えなさい。

(2)(1)の中で、最も大きな音で電子オルゴールが鳴ったものはどれか。実験番号で答えなさい。

(3)実験1~実験4で、電子オルゴールの音が鳴っているとき、金属板Aと金属板Bのどちらから泡が発生しているか。また、発生している泡は何という気体か。気体の名称を答えなさい。

(4)実験1~実験4で、電子オルゴールの音が鳴っているとき、電子は金属板Aと金属板Bのどちらからどちらに移動しているか。

(5)実験1~実験4の組み合わせで、電子オルゴールとの接続を逆にすると音が鳴るものはどれか。実験番号で答えなさい。

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イオン化傾向と化学電池の問題 解答・解説

(1)実験3、実験4

金属のイオン化傾向は、Mg>Al>Zn>Fe>Cuの順になります。マグネシウムが最もイオンになりやすく、銅がもっともイオンになりにくいです。イオン化傾向の異なる金属を電解質水溶液である塩酸に入れると、イオン化傾向の大きな金属が溶けてイオンになります。このとき、電子を放出します。放出された電子は導線を通り、もう一方の金属板にやってきます。この電子を水溶液中の水素イオンH+が受けとり、イオン化傾向の小さな金属からは水素が発生します。電子オルゴールは、電池の+極と+端子、電池の-極と-端子が接続されているときに音が鳴るります。

(2)実験4

イオン化傾向の差が大きな金属の組み合わせのとき、最も大きな電圧が生じます。したがって、MgとCuの組み合わせになります。

(3)金属板:B 気体:水素

イオン化傾向の大きな金属が溶けてイオンになり、イオン化傾向の小さな金属からは水素が発生します。電子オルゴールが鳴っている実験は3と4で、金属板Bの方に、イオン化傾向が小さい金属があります。

(4)金属板Aから金属板B

金属板Aがイオン化傾向が大きい金属で、金属が溶け電子を放出しています。

(5)実験2

実験2の金属でイオン化傾向が大きい金属は亜鉛、小さい金属は銅です。

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