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愛知県は電池の問題が多い!~ボルタ電池(2021年愛知)

 

電池の問題は定番問題が多い

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亜鉛が溶ける

 電池の3要素

  溶ける金属(負極 マイナス極)

  溶けにくい物質(正極 プラス極)

  電解質溶液

 

亜鉛が電子を放出して陽イオンになる

電子は亜鉛から銅板の方に流れる

 

銅板は電子が流れ込んできて陽イオンに電子を与える

電子が流れ込んでくるので正極(プラス極)

 

ということで、上の愛知県の問題では

 放出して 水溶液に溶けだす +

という組み合わせのオが正解になる

愛知県ではボルタ電池はよく出題される

電流の流れはどちらか

2013年

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電子の流れは亜鉛から銅板に流れるが、

電流の流れは電子の流れとは逆で銅板から亜鉛板である。

このため、答えはウ

 

 次のうち正しいのはどれか(2017年愛知)

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これは、正極の説明と負極の説明、銅は溶けださない。金属板がイオンになるときは電子を放出して陽イオンになる。

 これが分かっていれば、ウ

 

ボルタ電池では、電解質溶液に塩酸を使う(高校レベルでは硫酸だが、中学の教科書では塩酸や食塩水を使っている。)

 

このため、亜鉛板の方では酸と反応して水素発生して亜鉛板が溶ける

銅板のほうでは、水素イオンが電子を受け取って、水素分子ができる。(銅板の質量は変化しない)

 

2022年からの注意

しかし、2022年から電池にダニエル電池が登場する

 ダニエル電池では 亜鉛が溶けて亜鉛板の質量は減少する というのは同じだが

銅板では銅イオンが電子を受け取り銅原子が銅板に付着するので銅板の質量が増加するのである、そのため、ボルタ電池であるか、ダニエル電池であるかをみきわめなくてはいけない、(ダニエル電池の場合は二つの水溶液に分かれている、銅板には硫酸銅水溶液が使われている)

 

今まで、ボルタ電池しか出ていないので

 次の中で電極の質量について正しいものを選びなさい(2016年愛知)

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アを選択すればよかった。しかし、ダニエル電池の場合、イを選択することになる。

 

電解質溶液に関する問題

 ボルタ電池では電解質溶液であれば、電池になる。

このため、塩酸でも食塩水でも電池になる。

 塩酸と水酸化ナトリウムを中和して食塩水にした後、電池になるかという問題が出題されている(2016年愛知)

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電子の移動は亜鉛から銅であるというのは変わらない。エを選ぶ。