問題：電池とはどのような装置か説明しなさい。

解答例：酸化還元反応で発生する化学エネルギーを電気エネルギーとして取り出す装置。

解説：電子の移動を外部回路に流します。

問題：電池の負極で起こる反応を答えなさい。

解答例：酸化反応。

解説：負極では金属などが電子を失います。

問題：電池の正極で起こる反応を答えなさい。

解答例：還元反応。

解説：正極では電子を受け取る反応が起こります。

問題：ダニエル電池で亜鉛板が負極になる理由を説明しなさい。

解答例：亜鉛は銅よりイオン化傾向が大きく、電子を失いやすいから。

解説：Zn→Zn2+＋2e- が起こります。

問題：ダニエル電池で銅板側に銅が析出する理由を説明しなさい。

解答例：Cu2+が電子を受け取ってCuになるから。

解説：正極では還元が起こります。

問題：塩橋の役割を説明しなさい。

解答例：イオンを移動させて、各水溶液の電気的な偏りを防ぐ。

解説：電池反応を続けるために必要です。

問題：一次電池と二次電池の違いを説明しなさい。

解答例：一次電池は基本的に使い切りで、二次電池は充電して繰り返し使える。

解説：二次電池では逆反応を起こして元に戻します。

問題：電気分解とは何か説明しなさい。

解答例：外部から電気エネルギーを加えて、非自発的な化学反応を起こすこと。

解説：電池とはエネルギー変換の向きが逆です。

問題：電気分解で陽極に向かうイオンを答えなさい。

解答例：陰イオン。

解説：陽極は正の電極なので、負のイオンが引き寄せられます。

問題：電気分解で陰極に向かうイオンを答えなさい。

解答例：陽イオン。

解説：陰極は負の電極なので、正のイオンが引き寄せられます。

問題：ファラデーの法則が述べている内容を説明しなさい。

解答例：電気分解で析出・発生する物質量は、流れた電気量に比例する。

解説：電気量は電流×時間で求めます。

問題：1Fの電気量が表すものを説明しなさい。

解答例：電子1molがもつ電気量。

解説：約9.65×10^4Cです。

問題：電気量Q、電流I、時間tの関係式を書きなさい。

解答例：Q＝It。

解説：単位はC、A、sです。

問題：銅イオンCu2+ 1molを銅にするのに必要な電子は何molか。

解答例：2mol。

解説：Cu2+＋2e-→Cuです。

問題：銀イオンAg+ 1molを銀にするのに必要な電子は何molか。

解答例：1mol。

解説：Ag+＋e-→Agです。

問題：燃料電池で水素と酸素から主に何が生じるか。

解答例：水。

解説：化学エネルギーを電気エネルギーとして取り出します。

問題：電池で電子が外部回路を流れる向きを説明しなさい。

解答例：負極から正極へ流れる。

解説：電子は酸化で生じ、還元で消費されます。

問題：電流の向きと電子の流れる向きの関係を説明しなさい。

解答例：電流の向きは電子の流れる向きと逆である。

解説：慣用的に正電荷の移動方向を電流の向きとします。

問題：電池が長く使われると電圧が下がる理由を説明しなさい。

解答例：反応物が減ったり生成物がたまったりして、反応を進める力が弱くなるから。

解説：電極や電解液の状態が変化します。

問題：充電とは電池内部でどのような変化を起こすことか説明しなさい。

解答例：放電と逆向きの反応を起こし、反応物を元に近い状態へ戻すこと。

解説：二次電池で行われます。

問題：ダニエル電池の負極反応式を書きなさい。

解答例：Zn→Zn2+＋2e-。

解説：亜鉛が酸化されます。

問題：ダニエル電池の正極反応式を書きなさい。

解答例：Cu2+＋2e-→Cu。

解説：銅イオンが還元されます。

問題：ダニエル電池全体の反応式を書きなさい。

解答例：Zn＋Cu2+→Zn2+＋Cu。

解説：電子を消去して足し合わせます。

問題：電池で負極の質量が減少する理由を説明しなさい。

解答例：金属原子が電子を失って陽イオンとなり水溶液中へ出ていくから。

解説：亜鉛板などで見られます。

問題：正極の質量が増加する電池がある理由を説明しなさい。

解答例：水溶液中の金属イオンが電子を受け取り、金属として析出するから。

解説：銅電極で銅が析出する場合です。

問題：塩橋がないとダニエル電池の反応が止まりやすい理由を説明しなさい。

解答例：水溶液中に電荷の偏りが生じ、電子の流れが続かなくなるから。

解説：イオンの移動で電気的中性を保ちます。

問題：電気分解で陰極で還元が起こる理由を説明しなさい。

解答例：陰極から電子が供給され、陽イオンなどが電子を受け取るから。

解説：電子を受け取る変化は還元です。

問題：電気分解で陽極で酸化が起こる理由を説明しなさい。

解答例：陽極で電子が奪われ、陰イオンなどが電子を失うから。

解説：電子を失う変化は酸化です。

問題：硫酸銅水溶液を銅電極で電気分解すると陽極で起こる反応を書きなさい。

解答例：Cu→Cu2+＋2e-。

解説：銅電極が溶けます。

問題：硫酸銅水溶液を銅電極で電気分解すると陰極で起こる反応を書きなさい。

解答例：Cu2+＋2e-→Cu。

解説：銅が析出します。

問題：電解精錬で純銅が陰極に得られる理由を説明しなさい。

解答例：陽極の銅がCu2+となって溶け、陰極で電子を受け取って銅として析出するから。

解説：不純物は反応性により沈殿または溶液中に残ります。

問題：電流2.0Aを9650秒流したときの電気量を求めなさい。

解答例：19300C。

解説：Q=It=2.0×9650=19300Cです。

問題：19300Cは何molの電子に相当するか。1F=96500Cとする。

解答例：0.200mol。

解説：19300÷96500＝0.200molです。

問題：Cu2+を0.100mol還元するのに必要な電子は何molか。

解答例：0.200mol。

解説：Cu2+ 1molに電子2molが必要です。

問題：Ag+を0.050mol還元すると銀は何mol析出するか。

解答例：0.050mol。

解説：Ag+とAgは1：1です。

問題：水の電気分解で発生する水素と酸素の体積比を答えなさい。

解答例：水素：酸素＝2：1。

解説：反応式2H2O→2H2＋O2から分かります。

問題：燃料電池が環境面で注目される理由を説明しなさい。

解答例：水素と酸素を反応させると主な生成物が水で、発電時の二酸化炭素排出が少ないから。

解説：ただし水素の製造方法も重要です。

問題：充電式電池で放電と逆反応を起こす意味を説明しなさい。

解答例：放電でできた物質を元の反応物に戻し、再び電池として使える状態にするため。

解説：二次電池の特徴です。

問題：電池の起電力が金属の組み合わせで変わる理由を説明しなさい。

解答例：金属ごとの電子を失いやすさや電極電位が異なるため。

解説：イオン化傾向の差が大きいほど電圧が大きくなりやすいです。

問題：電気分解で生成物を予想するとき電極の材質を考える必要がある理由を説明しなさい。

解答例：電極自身が反応する場合と反応しない場合で、陽極や陰極の反応が変わるから。

解説：銅電極と白金電極では結果が異なることがあります。