問1(選択)
ダニエル電池で +極 になるのはどちらの金属板か。
○ 亜鉛板 ○ 銅板 ○ 鉄板 ○ マグネシウム板
問2(選択)
ダニエル電池の -極(亜鉛板)で起こる反応を表す式はどれか。
○ Zn → Zn²⁺ + 2e⁻ ○ Cu²⁺ + 2e⁻ → Cu ○ 2H⁺ + 2e⁻ → H₂ ○ Zn²⁺ + 2e⁻ → Zn
問3(複数選択)
ダニエル電池の組み立てについて、正しいものをすべて選べ。
□ 亜鉛板を 硫酸亜鉛水溶液 にひたす □ 亜鉛板を 硫酸銅水溶液 にひたす □ 銅板を 硫酸銅水溶液 にひたす □ 2つの水溶液の間はセロハン膜や素焼きの皿で仕切る
問4(選択)
セロハン膜(素焼きの皿)の役割として最も適切なものはどれか。
○ 2つの水溶液を完全にまぜて均一にする ○ 液が混ざるのを防ぎ、イオンだけを通して電気のバランスを保つ ○ 電子を水溶液中に通してモーターを回す ○ 水素ガスを発生させる
問5(用語記入)
ダニエル電池で -極 の亜鉛板から水溶液中にとけ出す陽イオンの名前を答えよ。ひらがな・漢字どちらでも可
答え:( )
問6(用語記入)
ボルタ電池の弱点「電圧がすぐに下がる」の原因となる、+極で発生する気体の名前を答えよ。ダニエル電池ではこの気体が発生しないため長持ちする
答え:( )
問7(記述)
ダニエル電池がボルタ電池より長持ちする理由を、「水素」「銅」の2語を使って説明せよ。
答え:( )
問8(応用)
ダニエル電池で電流が流れているとき、導線の中と水溶液の中を動くものの組み合わせとして正しいのはどれか。
○ 導線:電子 / 水溶液:電子 ○ 導線:イオン / 水溶液:電子 ○ 導線:電子 / 水溶液:イオン ○ 導線:イオン / 水溶液:イオン
📖 解答と解説
問1(選択)
答え:銅板
銅板の表面で Cu²⁺ が電子を受けとって銅になる。よって銅板が+極。
問2(選択)
答え:Zn → Zn²⁺ + 2e⁻
亜鉛が電子を手放して亜鉛イオンになり、水溶液中にとけ出す反応。
問3(複数選択)
答え:亜鉛板を 硫酸亜鉛水溶液 にひたす / 銅板を 硫酸銅水溶液 にひたす / 2つの水溶液の間はセロハン膜や素焼きの皿で仕切る
金属とイオンの種類をそろえるのがダニエル電池の基本。異なる水溶液はセロハン膜などで仕切る。
問4(選択)
答え:液が混ざるのを防ぎ、イオンだけを通して電気のバランスを保つ
半透膜は小さな穴からイオンだけを通し、液の混合を防ぐ。
問5(用語記入)
答え:亜鉛イオン
Zn → Zn²⁺ + 2e⁻。亜鉛原子が電子を手放して亜鉛イオンになる。
問6(用語記入)
答え:水素
ボルタ電池では+極に水素が発生して電流をじゃまする。ダニエル電池では代わりに銅が付着するので水素が出ない。
問7(記述)
答え:(キーワード:水素・銅)
例:ボルタ電池では+極で水素が発生して電流をじゃましたが、ダニエル電池では代わりに銅が付着するので水素が発生せず長持ちする。
問8(応用)
答え:導線:電子 / 水溶液:イオン
電子は導線(金属)を通って動き、水溶液中ではイオンが動いて電気のバランスをとる。