硫酸亜鉛水溶液に亜鉛板を、硫酸銅水溶液に銅板を入れ、2つの水溶液を素焼き板で仕切…
硫酸亜鉛水溶液に亜鉛板を、硫酸銅水溶液に銅板を入れ、2つの水溶液を素焼き板で仕切ってダニエル電池をつくりました。2枚の金属板を導線でつないで電流を流したときに起きていることとして最も適切なものはどれか。
- ⑴ 導線を移動するのは電子ではなくイオンであり、亜鉛イオンが導線を通って銅板へ移動していく。導線の中を移動するのは電子です。イオンは水溶液の中を移動し、素焼き板を通って移ります。
- ⑵ 亜鉛板で亜鉛が電子を失って溶け出し、その電子が導線を通って銅板へ移り、銅イオンが銅になる。イオンになりやすい亜鉛が負極で酸化され、正極の銅板では銅イオンが電子を受け取って還元されます。
- ⑶ 銅板で銅が電子を失って溶け出し、その電子が導線を通って亜鉛板へ移り、亜鉛イオンが亜鉛になる。亜鉛のほうがイオンになりやすいので、溶け出すのは亜鉛です。負極と正極が入れかわっています。
- ⑷ 素焼き板がイオンを通さないので、導線に電子は流れるが、金属板の表面では化学変化は起こらない。素焼き板はイオンを通します。金属板の表面では亜鉛の酸化と銅イオンの還元が起こっています。
- ⑸ 亜鉛板では亜鉛イオンが電子を受け取って亜鉛板が厚くなり、銅板では銅が溶け出して薄くなる。亜鉛板で起こるのは酸化で、亜鉛が溶け出します。厚くなるのは銅が付く銅板のほうです。
解説
正解は⑵です。ダニエル電池では、イオンになりやすい亜鉛板が負極になります。亜鉛は電子を失って亜鉛イオンとなって溶け出し、放出された電子は導線を通って銅板へ移動します。銅板では水溶液中の銅イオンがこの電子を受け取り、銅となって銅板に付きます。導線を流れるのは電子で、素焼き板はイオンを通しながら2つの水溶液が混ざるのを防ぎます。負極で酸化、正極で還元が同時に起こっています。
AIが生成したオリジナル問題です。実際の試験問題ではありません。