問4 次の図はダニエル電池を模式的に表したものである。金属のイオン化傾向の大小お…
化学反応について,問1 ~問4 に答えよ。
問4 次の図はダニエル電池を模式的に表したものである。金属のイオン化傾向の大小および電 子の流れと電流の向きの組合せとして正しいものはどれか。下の1 ~5 のうちから一つ選 べ。
ア イ 正極(+) 負極(-) セロハン Zn ZnSO4 水溶液
- 1 金属のイオン化傾向の大小:Zn > Cu 電子の流れ:ア 電流の向き:イイオン化傾向は正しいのですが、電子と電流の向きが入れ替わっています。電子は負極から正極へ流れます。
- 2 金属のイオン化傾向の大小:Zn > Cu 電子の流れ:イ 電流の向き:ア亜鉛の方がイオン化傾向が大きく、電子は亜鉛から銅へ、電流はその逆向きに流れます。
- 3 金属のイオン化傾向の大小:Zn < Cu 電子の流れ:ア 電流の向き:イ亜鉛の方がイオン化傾向は大きいので、大小関係が逆です。向きも入れ替わっています。
- 4 金属のイオン化傾向の大小:Zn < Cu 電子の流れ:イ 電流の向き:ア向きは正しいのですが、イオン化傾向は亜鉛の方が大きくなります。
- 5 金属のイオン化傾向の大小:Zn < Cu 電子の流れ:ア 電流の向き:アイオン化傾向が逆であるうえ、電子と電流が同じ向きになっており、両者が逆向きである決まりに反します。
この問題は問題の図(写真・図・表など)を見て答えます。図はこちらに転載していないため、下の出典のページから公式のPDFをご覧ください。解説だけでも読み取り方が分かるように書いています。
解説
正解は2です。ダニエル電池では、イオン化傾向の大きい亜鉛が陽イオンになって溶け出し、電子を放出します。したがってイオン化傾向はZn>Cuです。電子を放出する亜鉛板が負極、電子を受け取る銅板が正極になります。電子は導線を通って負極の亜鉛から正極の銅へ流れるので、図では右から左へ向かうイの向きです。電流の向きは電子の流れと逆と決められているので、左から右へ向かうアになります。イオン化傾向の大きい方が溶けて負極になる、という点が出発点です。
出典:文部科学省ホームページ(https://www.mext.go.jp/a_menu/koutou/shiken/kakomon/1411255_00017.htm)を加工して作成