問題情報

単元電池
年度2010年度
問題番号化学Ⅰ－第2問－問4
配点a‐4，b‐3
計算問題×
難易度普通

正解

a　①

b　③

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解説

a　A　電池の基本は，「負極から電子e－が流れ出る」ことです。電子が出ていくためには，反応後にe－が生じる必要があります。2種類の金属のうち，反応後にe－を生じるのは，陽イオンになりやすい方の金属です。

　　　M　→　Mn＋　＋　ne－

つまり，イオン化傾向のより大きい金属が電池の負極になり，イオン化傾向の小さい金属が正極になります。

B　イオン化傾向の大きい金属（負極）は，上記のように単体から陽イオンに変化しています。これは酸化数が増加しているので，酸化反応です。逆に，正極で還元反応が起こっています。

C　電極表面で水素H2が発生する変化は，次のように表されます。

　　　２H＋　＋　２e－　→　H2

この反応では電子e－を受け取っているので，正極での変化だということがわかります。

b　鉛蓄電池の基本は，「PbとPbO2の両方がSO42－と反応してPbSO4になる」ことです。あとは，半反応式（電子e－を含むイオン反応式）を完成させることで負極・正極も決まります。

　半反応式を完成させる流れは，①酸素原子の数をH2Oで合わせる，②水素原子の数をH＋で合わせる，③電気をe－で合わせる，です。

Pb　＋　SO42－　→　PbSO4
⇒①酸素原子の数は，すでに合っている。
⇒②水素原子の数は，すでに合っている。
⇒③　Pb　＋　SO42－　→　PbSO4　＋　２e－

PbO2　＋　SO42－　→　PbSO4
⇒①　PbO2　＋　SO42－　→　PbSO4　＋　２H2O
⇒②　PbO2　＋　SO42－　＋　４H＋　→　PbSO4　＋　２H2O
⇒③　PbO2　＋　SO42－　＋　４H＋　＋　２e－　→　PbSO4　＋　２H2O

　これらの式を，選択肢と照らし合わせることで正解がわかります。

　ちなみに，この問題では負極と正極が与えられていますが，半反応式を書くことが出来れば，反応後にe－を生じているPb電極が負極，他方のPbO2電極が正極だとわかります。

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問題電池の問題
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