高校化学「電池と電気分解」ダニエル電池の反応等�B

高校化学「電池と電気分解」ダニエル電池の反応等�B

◆問題

ダニエル電池に豆電球を１つつないだ単純な回路を作った。これについて次の問いに答えよ。

(1) 豆電球が点灯しているとき、負極と正極でおこる変化を、それぞれｅ^-を用いた反応式で示せ。

(2) 電流の向きは、「亜鉛板→銅板」と「銅板→亜鉛板」のどちらか？

(3) 素焼き板を通って、銅板側から亜鉛板側へ移動する粒子は何か？

(4) 異なる濃度の硫酸亜鉛水溶液と硫酸銅(�U)水溶液を用意した。電解液としてこれらを用いた場合、最も長く電流が流れると考えられるものの組合せを答えよ。ただし、それぞれの数字はモル濃度とする。

(硫酸亜鉛水溶液，硫酸銅(�U)水溶液)
�@(０．５，０．５)
�A(０．５，２)
�B(１，１)
�C(２，０．５)


(4)の解答はこのページ下に掲載します。


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ダニエル電池は、ボルタ電池を改良したもので、極板はボルタ電池と同じく亜鉛板と銅板です。
素焼き板などで真ん中が仕切られた容器に、亜鉛板の側には硫酸亜鉛水溶液を、銅板側には硫酸銅水溶液をそれぞれ入れたものです。

(3)まででも考えたように、電流が流れると、亜鉛板が溶けて硫酸亜鉛水溶液中のＺｎ²⁺イオンが増加します。
そして、硫酸銅水溶液中のＣｕ²⁺イオンが銅板で電子を受け取ってＣｕになるので、硫酸銅水溶液中のＣｕ²⁺イオンは減少します。

ということは、電流が長く流れるためには、亜鉛イオンが少なく、銅イオンが多い方が都合が良いことなります。
つまり、硫酸亜鉛水溶液は薄く、硫酸銅水溶液は濃い方がよいですね。

この条件に当てはまるのは、�A(０．５，２)となります。


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◆関連問題
用語と基本的な構造→ボルタ電池、ダニエル電池、鉛蓄電池、マンガン電池、燃料電池
電池・電気分解まとめ


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