化学変化と電池

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問題 1.

　




金属のイオンへのなりやすさ：金属は種類によって，イオンへのなりやすさが異なる．銅（Cu），マグネシウム（Mg），亜鉛（Zn）の場合，

Cu Zn Mg 何も ＞ Cu Zn Mg 何も ＞ Cu Zn Mg 何も の順にイオンになりやすい．


イオンへのなりやすさを調べる実験：

Cu^2＋をふくむ水溶液にMgを入れるとCu^2＋は Cu Zn Mg 何も にもどり， Cu Zn Mg 何も はMg^2＋になって溶ける．

Mg^2＋をふくむ水溶液にCuを入れても Cu Zn Mg 何も 起こらない．



Zn^2＋を含む水溶液にCuを入れても Cu Zn Mg 何も 起こらない．


Mg^2＋をふくむ水溶液にZnを入れても Cu Zn Mg 何も 起こらない．


Zn^2＋を含む水溶液にMgを入れるとZn^2＋は Cu Zn Mg 何も にもどり， Cu Zn Mg 何も はMg^2＋になって溶ける．

問題 2.

＋ − 水溶液 電池 銅 水素 分厚く 細く 金属 （化学電池）：物質がもっている化学エネルギーを電気エネルギーに変換する装置．２種類の ＋ − 水溶液 電池 銅 水素 分厚く 細く 金属 の電極と ＋ − 水溶液 電池 銅 水素 分厚く 細く 金属 を使ってつくる．





亜鉛版と銅板，うすい塩酸をもちいた電池

亜鉛版が ＋ − 水溶液 電池 銅 水素 分厚く 細く 金属 極になり，Znが溶け出してZn^2＋になる．これにより亜鉛版はだんだん ＋ − 水溶液 電池 銅 水素 分厚く 細く 金属 なる．

銅板が ＋ − 水溶液 電池 銅 水素 分厚く 細く 金属 極になり，塩酸中の ＋ − 水溶液 電池 銅 水素 分厚く 細く 金属 イオンが電子を受け取ってH2になる．

＋ − 水溶液 電池 銅 水素 分厚く 細く 金属 極での反応

Zn → Zn^2＋＋２ｅ⁻

＋ − 水溶液 電池 銅 水素 分厚く 細く 金属 極での反応

２H^＋＋２ｅ⁻ → H2

問題 3.

＋ − ダニエル 亜鉛 銅 Cu 通過 分厚く 細く 電池：セロハンで区画を２つに仕切り，亜鉛版側に硫酸 ＋ − ダニエル 亜鉛 銅 Cu 通過 分厚く 細く 水溶液，銅板側に硫酸 ＋ − ダニエル 亜鉛 銅 Cu 通過 分厚く 細く 水溶液を入れた電池．イオンはセロハンを ＋ − ダニエル 亜鉛 銅 Cu 通過 分厚く 細く できる．

亜鉛版は ＋ − ダニエル 亜鉛 銅 Cu 通過 分厚く 細く 極になり，上の電池と同じ反応が起こる．これにより亜鉛版はだんだん ＋ − ダニエル 亜鉛 銅 Cu 通過 分厚く 細く なる．


Zn → Zn^2＋＋２ｅ⁻


銅板は ＋ − ダニエル 亜鉛 銅 Cu 通過 分厚く 細く 極になり，硫酸銅中のCu^2＋が電子を受け取って ＋ − ダニエル 亜鉛 銅 Cu 通過 分厚く 細く にもどる．これにより銅板はだんだん ＋ − ダニエル 亜鉛 銅 Cu 通過 分厚く 細く なる．

Cu^2＋＋２ｅ⁻ → Cu

問題 4.

一次 二次 電圧 放電 充電 なく 逆 同じ 電池：使うと 一次 二次 電圧 放電 充電 なく 逆 同じ が低下し，使え 一次 二次 電圧 放電 充電 なく 逆 同じ なる電池．

一次 二次 電圧 放電 充電 なく 逆 同じ 電池（蓄電池）：充電することによって 一次 二次 電圧 放電 充電 なく 逆 同じ が回復し，繰り返し使うことができる電池．




マンガン乾電池： 一次 二次 電圧 放電 充電 なく 逆 同じ 電池





鉛蓄電池： 一次 二次 電圧 放電 充電 なく 逆 同じ 電池





アルカリ乾電池： 一次 二次 電圧 放電 充電 なく 逆 同じ 電池





リチウム電池： 一次 二次 電圧 放電 充電 なく 逆 同じ 電池





リチウムイオン電池： 一次 二次 電圧 放電 充電 なく 逆 同じ 電池





一次 二次 電圧 放電 充電 なく 逆 同じ ：外部から 一次 二次 電圧 放電 充電 なく 逆 同じ 向きに電流を流して 一次 二次 電圧 放電 充電 なく 逆 同じ をもとにもどす操作．

問題 5.

　

ボタン 燃料 水 水溶液 酸素 水素 電池： ボタン 燃料 水 水溶液 酸素 水素 の電気分解とは逆の化学変化を利用する電池．反応後に ボタン 燃料 水 水溶液 酸素 水素 ができる．

−極（ ボタン 燃料 水 水溶液 酸素 水素 が反応）：２H2→４H^＋＋４ｅ⁻

＋極（ ボタン 燃料 水 水溶液 酸素 水素 が反応）：O2＋４ｅ⁻→２O^２−

ボタン 燃料 水 水溶液 酸素 水素 中の反応
４H^＋＋２O²⁻→２H2O

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結果: