【中3理科】化学電池と化学変化のポイントと練習問題

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今回は、化学電池と化学変化についての学習です。

電池とイオン

化学電池とは、物質がもつ化学エネルギーを電池エネルギーに変えるしくみです。

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電池をつくる実験

  • 食塩水かうすい塩酸に、銅板と亜鉛板を入れ、銅板(+)、亜鉛版(-)に、電子オルゴールをつなぐ。すると、オルゴールが鳴り、電池になったことが確認できた。
  • +と-の極を逆にすると、電子オルゴールはならず、電池はできないことがわかる。
  • 同じ種類の金属の組み合わせだと、電子オルゴールはならず、電池はできないことがわかる。

違う金属どうしの組わせでも金属の種類によって、電子オルゴールが鳴る様子がかわることがわかる。

イオン化列

金属をイオン化傾向の大きい順に並べたもの。
ionka

組み合わせる金属が離れているほど、電池としてはいい。たとえば、 Mg(マグネシウム)とCu(銅)の組み合わせだと離れているので、はっきりと音がでます。しかし、Mg(マグネシウム)とZn(亜鉛)だと近くなり、はっきり音はしても、曲として聞きづらくなります。この場合、Zn(亜鉛)が右にあるので、+極になります。

電極の化学変化

kagakudenchi

  • <-極での反応>亜鉛電子が2個の電子を放出して溶けだし、亜鉛イオンになります。
  • <+極での反応>水素イオンが電子を受けとり、水素原子となり、2個の水素原子が結びついて水素分子となります。

いろいろな電池

  • 二次電池…充電にとって繰り返し使うことのできる電池で、鉛蓄電池などがあります。なお、充電できない電池を一次電池といいます。
  • 燃料電池…水の電気分解とは逆の化学変化(水素と酸素の化合)を利用する電池です。

化学電池と化学変化の練習問題

問1(   )に適語を入れよ。

  1. (    )エネルギーを電気エネルギーに変えて取り出す装置を電池という。
  2. 電池には(  )種類の金属と電解質水溶液が必要である。
  3. 亜鉛板と銅板を使って電池を作る場合、陰極になるのは(   )である。
  4. 燃料電池とは(     )の逆の化学反応を利用して電気エネルギーを取り出す装置である。
  5. 二次電池とは(   )できる電池のことである。

問2 図は、うすい塩酸に亜鉛板と銅板を入れて導線でつないだとき、亜鉛板の亜鉛原子が電子を放出して、亜鉛イオンになり、電子が導線を通って銅板側に動く、化学電池のしくみを表しています。次の問いに答えなさい。
kagakudenchi2

  1. 電流の向きは、図のA、Bのどちらか。
  2. 銅板で電子を受けとるのは、何イオンか。
  3. 銅板で発生している気体Cは何か。化学式で書きなさい。
  4. 図で、+極になっているのは、亜鉛板と銅板のどちらか。

化学電池と化学変化の解答

1.

  1. 化学
  2. 2
  3. 亜鉛板
  4. 水の電気分解
  5. 充電

2.

  1. 水素イオン
  2. 2
  3. 銅板
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