中3 理科1学期に学ぶ化学電池とイオンの解説

こんばんは!

篠崎駅と瑞江駅のちょうど真ん中にある、個別指導plus1の小山です!

化学電池でテストに出やすいところ

まとめてみましょう

Q.「化学電池」とは?

A. (化学) エネルギーを (電気) エネルギーに変える電池 「電池の流れ」

(電解質) の水溶液に、 (2種類) の金属板を入れて、 導線でつなぐと(電流)が発生します。 「よく出る問題」を解説 うすい塩酸に、亜鉛板と銅板を使った問題!! 結論から言うと 

「イオンに変化すると金属は水に溶けます」

さらに実験の結果も先に

①亜鉛板側   亜鉛は塩酸内でとけて亜鉛イオンとなり、電子を放出する。(陽イオン) ②銅板側   水素イオンが電子を受け取り、水素原子に  水素という気体が発生する  ③電子が移動すると、電流が流れる ④亜鉛版がマイナス極  銅板がプラス極 ここから先は①~④を追って説明します。 そもそも金属には

イオンになりやすい金属、なりにくい金属というのが存在します。 <番外編 高校化学分野 中3の教科書にも発展要素として載っている教科書も>

それは・・・・・・・イオン化傾向!!!!!!! どーん!!!

これを覚えておくと亜鉛が先にイオンになることがわかります。

左に行くほど陽イオンになりやすい

K>Ca>Na>Mg>Al>Zn>Fe>Ni>Sn>Pb>(H)>Cu>Hg>Ag>Pt>Au

貸そう (K) か (Ca) な (Na)、 ま (Mg) あ (Al) あ (亜鉛:Zn) て (鉄:Fe) に (Ni) する (Sn) な (鉛:Pb)、 ひ (H) ど (銅:Cu) す (水銀:Hg) ぎる (銀:Ag) 借 (白金:Pt) 金 (金:Au)

中3でよく出るものを抜粋すると

Mg>Al>Zn>Fe>C u

よって亜鉛のほうが銅より先に電子を放出する。(陽イオンは電子を放出!!)

2個電子を放出するので 亜鉛イオンは右肩に2+がついてます ①は解決

次に

塩酸内には水素イオン(陽イオン)と塩化物イオン(陰イオン)があります。

さらに

①で放出された電子2個は導線を通って反対側の銅板側に移動していきます。★

そうすると水素イオン(陽イオン)がマイナス(電子)を欲しがって銅板側に吸い寄せられて

ちょうど移動してきた電子2個をいただきます。 水素イオンが水素に変わり

銅板側から水素の泡が発生したわけです。

②も解決

電子はマイナス極からプラス極に移動します(中2電流の分野)

と同時に電流はプラスからマイナスに移動→無事に電気が流れ電池としての役割ができます。

よって★より亜鉛側がマイナス 銅側がプラスです。

③④解決

<おまけ> 亜鉛板での動き 亜鉛が2個電子をなくしたら亜鉛イオンに

Zn -2e- → Zn2+

これを教科書風に移項して

Zn→Zn2+ +2e- 東京書籍教科書P.33

同じく銅板では 2個の水素イオンが2個の電子をいただき水素発生

2H+ + 2e- → (2H) →H2

最後のまとめ(中3レベル) 「うすい塩酸やうすい硫酸など、(電解質の水溶液)を使わないと電池は作れない」

「(異なった2種類の)金属板を使うと電池が作れる」

「-極の金属はとけてイオンに変わり  +極の金属からは水素が発生する」

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