高校化学

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5分で解ける!化学反応とエネルギー(テスト3、第1問)に関する問題

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5分で解ける!化学反応とエネルギー(テスト3、第1問)に関する問題

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この動画の問題と解説

問題

一緒に解いてみよう
演習1

高校化学 化学反応とエネルギー17 ポイント1 答えなし

解説

これでわかる!
問題の解説授業
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今回は確認テストです。
実際に問題を解きながら、これまでの内容を復習していきましょう。

ダニエル電池の起電力を大きくするためには、水溶液の濃度が重要

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演習1は、 ダニエル電池起電力 に関する問題です。
まず、ダニエル電池がどのようなものか、復習しましょう。

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みなさんが最初に学習した電池は、ボルタ電池でした。
ボルタ電池では、水素が発生することで 分極 が起こり、 起電力が低下 しましたね。
その分極が起こらないようにしたのが ダニエル電池 です。

高校化学 化学反応とエネルギー14 ポイント1 ダニエル電池の図

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ダニエル電池はボルタ電池と同じように、亜鉛と銅を極板に使っています。
ただし、ダニエル電池の電解液は 素焼き板 によって仕切られています。
亜鉛電極(負極)の側には硫酸亜鉛水溶液銅電極(正極)の側には硫酸鉛水溶液 が入っていました。
この構造により、ダニエル電池では、水素が発生しないわけです。

高校化学 化学反応とエネルギー14 ポイント1 ダニエル電池の図

ダニエル電池の起電力を大きくするためには、水溶液の濃度が重要

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ここまで思い出すことができたら、問題文に戻りましょう。
ダニエル電池の起電力を大きくするには、どのようにすればよいでしょうか?

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選択肢の中に登場する 「濃度」 に注目してみましょう。
ポイントは、 「負極では亜鉛イオンが増加し、正極では銅イオンが減少する」 ということです。

高校化学 化学反応とエネルギー14 ポイント1 ダニエル電池の図

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まず、 負極 に注目しましょう。
最初の状態で硫酸亜鉛の濃度が大きかったとしましょう。
このとき、すでに亜鉛イオンでいっぱいになっているので、新たに亜鉛イオンが発生しにくくなります。
つまり、 硫酸亜鉛の濃度が小さいほど、反応が起こりやすい わけです。

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次に、 正極 に注目しましょう。
硫酸銅の濃度が大きいほど、電子を受け取りやすくなりますね。
つまり、 硫酸銅の濃度が大きいほど、反応が起こりやすい のです。

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以上の内容をまとめると、 硫酸亜鉛の濃度は小さい方がよく、硫酸銅の濃度は大きいほどよい ということになります。
したがって、答えは、 になります。

高校化学 化学反応とエネルギー17 ポイント1 答えあり
化学反応とエネルギー(テスト3、第1問)
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