ダニエル電池の演習問題です。亜鉛板と銅板で起こっている変化に答えられるように練習していきましょう。
ダニエル電池の確認問題
- ダニエル電池では、電解質水溶液に硫酸亜鉛水溶液と硫酸銅水溶液を使うが、この２つの水溶液は何によってしきられているか。
- 硫酸亜鉛水溶液が電離している様子を、化学式とイオン式を使って表せ。
- 硫酸銅水溶液が電離している様子を、化学式とイオン式を使って表せ。
- ダニエル電池で亜鉛板と銅板で＋極になるのはどちらか。
- ダニエル電池では、電子は亜鉛板から銅板、銅板から亜鉛板のどちらの向きに移動しているか。
- ダニエル電池では、電流は亜鉛板から銅板、銅板から亜鉛板のどちらの向きに流れているか。
- ダニエル電池で電流が流れているとき、亜鉛板にはどのような変化があらわれるか。
- ダニエル電池で電流が流れているとき、銅板にはどのような変化があらわれるか。
- ダニエル電池で、亜鉛板で起こっている変化を、化学式とイオン式で表せ。ただし、電子をｅ⁻として表すこととする。
- ダニエル電池で、銅板で起こっている変化を、化学式とイオン式で表せ。ただし、電子をｅ⁻として表すものとする。
- ダニエル電池は充電ができない電池である。充電ができない電池を何というか。
- ダニエル電池で、硫酸亜鉛水溶液の濃さはどうなっていくか。
- ダニエル電池で、硫酸銅水溶液の濃さはどうなっていくか。
- ダニエル電池で、セロハン膜を通過して銅板側に移動するイオンは何か。イオン式で答えよ。
- ダニエル電池で、セロハン膜を通過して亜鉛板側に移動するイオンは何か。イオン式で答えよ。
- ダニエル電池はボルタ電池と比べて何という気体が発生しにくいか。
解答
- セロハン膜（素焼き板）
- ZnSO₄→Zn²⁺＋SO₄²⁻
- CuSO₄→Cu²⁺＋SO₄²⁻
- 銅板
- 亜鉛板から銅板
- 銅板から亜鉛板
- 表面がざらざらになり黒くなる
- 赤色の物質がつく（銅が析出する）
- Zn→Zn²⁺＋2e⁻
- Cu²⁺＋2e⁻→Cu
- 一次電池
- 濃くなっていく
- 薄くなっていく
- Zn²⁺
- SO₄²⁻
- 水素
【練習問題】ダニエル電池
下の図は、ダニエル電池のしくみを模式的に表したものである。これについて、以下の各問いに答えよ。
（1）図の装置で、導線に電流が流れる向きと、電子が移動する向きはAとBのどちらか。それぞれ記号で答えよ。
（2）電流を流したとき亜鉛板で起こる変化を、次の中から選び、記号で答えよ。
ア Zn＋2e⁻→Zn²⁺ イ Zn→Zn²⁺＋2e⁻ ウ Zn²⁺＋2e⁻→Zn エ Zn²⁺→Zn＋2e⁻
（3）素焼きの板を通って、硫酸銅水溶液から硫酸亜鉛水溶液のほうへ移動するイオンをイオン式で書け。
（4）電流を流し続けると、銅板の質量はどうなるか。
【解答・解説】ダニエル電池
（1）電流：B 電子：A
銅板が＋極、亜鉛板がー極になります。電流は＋極からー極に流れ、電子はー極から＋極に移動します。
（2）イ
亜鉛は銅よりもイオン化傾向が大きいので、水溶液中に溶けて亜鉛イオンになります。このとき電子を２個放出します。
（3）SO₄²⁻
電流を流し続けると、硫酸亜鉛水溶液中にZn²⁺が多くある状態になります。亜鉛板側が＋の電気を帯びるので、陰イオンである硫酸イオンが素焼き版を通過し亜鉛板側に移動します。
（4）増加する
銅板には、硫酸銅水溶液中の銅イオンが電子を受け取り銅原子になってくっつきます。
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