大学入学共通テスト(理科) 過去問
令和4年度(2022年度)本試験
問27 (化学基礎(第1問) 問10)

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問題

大学入学共通テスト(理科)試験 令和4年度(2022年度)本試験 問27(化学基礎(第1問) 問10) (訂正依頼・報告はこちら)

次の問いに答えよ。

金属Aの板を入れたAの硫酸塩水溶液と、金属Bの板を入れたBの硫酸塩水溶液を素焼き板で仕切って作製した電池を図1に示す。素焼き板は、両方の水溶液が混ざるのを防ぐが、水溶液中のイオンを通すことができる。この電池の全体の反応は、式(2)によって表される。

A+B2+ → A2++B ・・・・・(2)

この電池に関する記述として誤りを含むものはどれか。最も適当なものを、後の選択肢のうちから一つ選べ。
問題文の画像
  • 金属Aの板は負極としてはたらいている。
  • 2molの金属Aが反応したときに、1molの電子が電球を流れる。
  • 反応によって、B2+が還元される。
  • 反応の進行にともない、金属Aの板の質量は減少する。

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この過去問の解説 (1件)

01

「電池」に関する問題です。
金属が分解してイオン化する際に放出される電子e-が液体の中を通って循環することで電気が流れます。

 

〇正極、負極の定義を覚えておきましょう。
 ・正極:電子e-を受け取る、還元反応が起こる
 ・負極:電子e-を放出する、酸化反応が起こる

選択肢1. 金属Aの板は負極としてはたらいている。

次の2通りの考え方ができます。


・電子を放出するor受け取る
 電子の動きを確認するために、A・Bそれぞれの反応式を書きます。

  A→A2++2e-
  B2++2e-→B

 Aは電子を放出しているため負極として働いていると判断できます。

 

・酸化or還元
 A、Bそれぞれの酸化数の変化を見ます。
  A:0→2
  B:2→0

  Aは酸化数が増えているため、酸化しています。

 よってAは負極として働いていると判断できます。

選択肢2. 2molの金属Aが反応したときに、1molの電子が電球を流れる。

電子の動きもいれたAの反応式を書くと以下のようになります。
 A→A2++2e-
この式より、Aが1molが反応すると、電子e-は2mol放出されることが分かります。
Aが2mol反応すると、電子e-は4mol反応することになります。
よって間違いです。
 

選択肢3. 反応によって、B2+が還元される。

酸化・還元の見分けポイントは4つです。
還元される場合は以下のことが起こります。
・酸素原子を失う
・水素原子を受け取る
・電子を受け取る
・酸化数が減る


電子の動きもいれたBの反応式を書くと以下のようになります。
 B2++2e-→B
B2+は電子を受け取るため、還元されていると判断できます。

また、酸化数は2→0で減少しているため、還元されていると判断できます。

選択肢4. 反応の進行にともない、金属Aの板の質量は減少する。

式より、Aは反応の進行に伴い分解してA2+に変化します。
イオンとなって水溶液中を移動したり、金属Bに析出したりするため
金属Aの板の重量は減少します。
 

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