問1(選択)
ダニエル電池の−極と+極に使われている金属の組み合わせとして正しいものはどれか。
○ −極:亜鉛 / +極:銅 ○ −極:銅 / +極:亜鉛 ○ −極:鉄 / +極:銅 ○ −極:亜鉛 / +極:銀
問2(選択)
ダニエル電池の−極(亜鉛板)で起きている反応を正しく表しているのはどれか。
○ Zn → Zn²⁺ + 2e⁻ ○ Zn²⁺ + 2e⁻ → Zn ○ Cu → Cu²⁺ + 2e⁻ ○ Cu²⁺ + 2e⁻ → Cu
問3(選択)
ダニエル電池の+極(銅板)で起きている反応として正しいものはどれか。
○ Cu²⁺ + 2e⁻ → Cu(銅イオンが電子を受け取り銅になる) ○ Cu → Cu²⁺ + 2e⁻(銅が溶けて銅イオンになる) ○ 2H⁺ + 2e⁻ → H₂(水素が発生する) ○ Zn²⁺ + 2e⁻ → Zn
問4(選択)
ダニエル電池の中で、電子(e⁻)はどの向きに移動するか。
○ −極 → 導線 → +極 ○ +極 → 導線 → −極 ○ 水溶液の中を直接移動する ○ 移動しない
問5(選択)
ダニエル電池の中で、電流はどの向きに流れるか。
○ +極 → 導線 → −極 ○ −極 → 導線 → +極 ○ 電子と同じ向き ○ 流れない
問6(用語記入)
ダニエル電池で、2つの水溶液の間にあり、2つの液が急に混ざるのを防ぎつつ、イオンだけを少しずつ通す「交通整理」の役割をするものを何というか。
答え:( )
問7(複数選択)
ダニエル電池がボルタ電池よりも優れている点として正しいものを、すべて選べ。
□ 水素ガス(泡)が発生しない □ 極板が気体でおおわれず、長持ちする □ 電圧を長時間安定してキープできる(約1.1V) □ 電源装置がなくても電気分解ができる
問8(記述)
ダニエル電池で亜鉛が−極になり、銅が+極になる理由を、「イオンになりやすさ」という言葉を使って説明せよ。
答え:( )
📖 解答と解説
問1(選択)
答え:−極:亜鉛/+極:銅
正解は「−極:亜鉛/+極:銅」。亜鉛のほうがイオンになりやすいため、電子を放出して−極になる。
問2(選択)
答え:Zn→Zn2++2e-
正解は Zn → Zn²⁺ + 2e⁻。−極の亜鉛は電子を手放して亜鉛イオンとなり、水溶液に溶け出す。
問3(選択)
答え:Cu2++2e-→Cu
正解は Cu²⁺ + 2e⁻ → Cu。+極では水溶液中の銅イオンが電子を受け取り、銅となって銅板にくっつく(銅板が太る)。
問4(選択)
答え:−極→導線→+極
正解は「−極 → 導線 → +極」。電子は−極(亜鉛板)から出発し、導線を通って+極(銅板)へ移動する。
問5(選択)
答え:+極→導線→−極
正解は「+極 → 導線 → −極」。電流の向きは電子の移動と「逆」。ここは試験でよく問われる重要ポイント。
問6(用語記入)
答え:セロハン
答えは「セロハン膜」。2つの液体が急に混ざるのを防ぎつつ、イオンだけを通過させる。
問7(複数選択)
答え:水素ガス(泡)が発生しない / 極板が気体でおおわれず長持ちする / 電圧を長時間安定してキープできる
ダニエル電池は水素ガス(泡)が発生しないため、極板が気体でおおわれず、約1.1Vを長時間安定してキープできる。「電源装置が不要」は電池の一般的な性質で、ダニエル電池固有の優位点ではない。
問8(記述)
答え:(キーワード:イオン)
例:亜鉛のほうが銅よりもイオンになりやすい(電子を捨てやすい)ため、亜鉛が電子を手放してイオンになり−極、銅は電子を受け取る側になって+極になる。