電池とイオン21
図１①

金属のイオンへのなりやすさ

ⒶⒷ
銀線

銅線

けっしょう

銀色の結晶ができる。

反応しない。

硝酸銀水溶液金属のイオンへのなりやすさ⑴

金属が水溶液に溶けるとき

すいようえき銅Ag
Cu＋

NO3NO3−−

りゅうさん

金属片に水溶 硫酸マグネシ
硫酸亜鉛水溶液
液を加える。 ウム水溶液

AgAg 銀が付着＋

Cu

反応前
銅

銀イオン２個が１個ずつ電子を受けとる。

図２− Ag− Ag2＋

NO3

溶け出す

NO3＋

NO3−

Cu−

−

反応後

2＋＋Zn2−SO4
Zn

Zn2＋

亜鉛が溶け出す

硫酸亜鉛水溶液

ZnSO4→Zn2＋＋SO42−

変化なし

変化なし

銅より亜鉛がイオンになりやすい。

ダニエル電池⑴

電池（化学電池） 化学変化によって，物質のもつ化学エネルギーを電気エネルギーに変えてとり出す

水溶液中の銅イオンが電子を受けとって銅原子になる。

2＋

Cu

2＋

銅

銅よりマグネシウムが 銅が現れ，青色イオンになりやすい。 がうすくなる。

２④モーター
電流の向き ＋極
セロハン
③亜鉛板
銅板

−極変化なし2Ag＊セロハン…２つの水溶液がすぐに混ざらないようにする。
イオンを通過させる。
②
銅板のほうへ移動 電子①
亜鉛原子が電子を失って亜鉛イオンになる。
Zn→
Zn2＋＋2e−

亜鉛

イオンへのなりやすさは，Mg＞Zn＞Cu−

Cu ＋2e−

硫酸銅水溶液亜鉛よりマグネシウム銅が現れ，青色亜鉛が現れた。
がイオンになりやすい。
がうすくなる。

あ えん

2Ag ＋2e−（e は電子）反応時

ダニエル電池のしくみ

マグネ
シウム−銅イオンで，水溶液が青色に変化する。

＋

Cu

銅原子が電子２個を失う。

NO3

Ag

金属の種類によって陽イオンへのなりやすさがちがう。 ②硫酸銅水溶液

硝酸銀水溶液（無色）

金属原子が電子を失金属のイオンへのなりやすさ⑵● 反応のモデル

銅とって陽イオンとなり，水溶液中に溶け出す。

ⒶとⒷより，銅は銀よりもイオンになりやすい。

水溶液が青色になる。

１2＋2−SO4

CuCu装置。 ③ダニエル電池⑵

硫酸銅水溶液に入れた銅板でつくった電池。
ダニエル電池の極⑶

亜鉛は銅よりもイオンになりやすいので，亜鉛板が−極，銅板が＋極になる。
①−極

亜鉛板では，亜鉛原子が電子を失って亜鉛イオンになり，水溶液中に溶け出す。

新たに銅が付着青色がうすくなる。

硫酸銅水溶液硫酸亜鉛水溶液に入れた亜鉛板と，

Zn

CuSO4→Cu2＋＋SO42−②＋極

Zn2＋＋2e− （e−は電子）
銅板では，水溶液中の銅イオンが移動してきた電子を受けとり，銅原子となって付着する。
図３

電子オルゴール
亜鉛板（Cu

びんちょうたん・木炭（備長炭）電池

・レモン電池銅板

Cu2＋＋2e−⑤

いろいろな電池

レモン
トマトやダイコンでもよい。

（・燃料電池モーター

木炭（備長炭）３

身のまわりの電池

⑴

一次電池

かんでん

使い切りタイプの電池。マンガン乾電

ち池，アルカリ乾電池，リチウム電池など。
こ二次電池

⑵

ひた木炭に，濃い食塩水に浸したろ紙を巻き，さらにアルミニウムはくを巻く。

じゅうでん

なまり

充電によってくり返し使える電池。鉛ちく

蓄電池，リチウムイオン電池，ニッケル水素電池など。

水の電気分解をしたあとにモーターにつなぐと，モーターが回る。
電気エネルギー
2H2O
2H2 ＋ O2

○充電

外部から逆向きの電流を流して電圧を回復させること。
⑶

燃料電池

水の電気分解とは逆の化学変化を利用して電流をとり出す装置。

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21

電池とイオン確認問題
１ 図1は，単体の金属Aを電解質の水溶液に入れ⑴［］たとき，金属の原子Aがイオンⓐとなって水溶液⑵［］中に溶け出すようすを模式的に表したものである。

⑶［］

⑴［］

⑵［①］

［②］

⑶［］

⑴［］

⑵［］

⑴［］

⑵［］

⑶［］

⑷［］

⑴

イオンⓐは陽イオンか，陰イオンか。

⑵

金属Aは，何を失ってイオンⓐになるか。

⑶

イオンⓐは，＋，−どちらの電気をもっている

図１

a

電解質の水溶液か。電気をもっていないときは×と答えなさい。

２ 図2のように，試験管Aには硫酸銅水

金属 A

A

図２

B

溶液と銀を，試験管Bには硝酸銀水溶液と銅を入れた。試験管Aでは変化が見ら銀れなかったが，試験管Bでは銅に銀が樹木の枝のように付着した。
⑴

銅硫酸銅水溶液

試験管Bでは，水溶液が青色になっ硝酸銀水溶液た。これは，水溶液に何が含まれるようになったためか。
⑵

試験管Bで，付着した銀は水溶液中の銀イオンが，①何から放出された⑶②何を受けとって原子になったものか。
銀と銅では，どちらがイオンになりやすいといえるか。

３ 図3のように硫酸亜鉛水溶液に亜鉛板を，

図３
亜鉛板

硫酸銅水溶液に銅板を入れて豆電球をつなぐ

Aと，豆電球が点灯した。
⑴

銅板

2種類の水溶液を区切るためのAとして適切なものを，次のア〜エから選び，記号硫酸亜鉛水溶液で答えなさい。
ア
⑵

ガラス

イ

木

ウ

鉄エ

硫酸銅水溶液セロハン

図3は，化学エネルギーを電気エネルギーに変えてとり出す装置である。このような装置を何というか。

４ 身のまわりではさまざまな電池が使われている。
⑴

マンガン乾電池のように，使用すると電圧が低下してもとに戻らない電池を何というか。

⑵

リチウムイオン電池のように，外部から逆向きの電流を流すことで電圧が回復し，くり返し使える電池を何というか。

⑶⑵に，外部から逆向きの電流を流して電圧を回復させることを何というか。

⑷

水の電気分解とは逆の化学変化を利用して，電流をとり出す装置を何というか。
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21

電池とイオン定着問題
１ 試験管A〜Cに硫酸銅水溶液を入れ，図のように，試験管Aには銅の，試験管Bには亜鉛の，試験管Cにはマグネシウムの小片を入A

BC

銅

亜鉛

マグネシウム硫酸銅
水溶液

れて反応のようすを調べた。表は結果を表したものである。次の問いに答えなさい。
⑴

試験管B，Cで，金属の表面に付着した赤色の物質は何か。
［⑵］

次の文の①〜③にあてはまることばや数を答えなさい。
試験管Cでは，て①①

原子は電子を個失っ②イオンとなって溶け出し，水溶液中の試験管

ABC

結果変化がなかった。

金属が溶け，金属の表面に赤色の物質が付着した。

金属が溶け，金属の表面に赤色の物質が付着した。

イオンはその電子を受けとって③①［⑶］ ②［原子になる。

③］ ③［］

この実験から，銅，亜鉛，マグネシウムのイオンへのなりやすさについてどのようなことがわかるか。次のア〜エから選び，記号で答えなさい。

［ア

マグネシウムがもっともイオンになりやすい。

イ

亜鉛は銅よりもイオンになりにくい。

ウ

マグネシウムは亜鉛よりもイオンになりやすい。

エ

銅がもっともイオンになりにくい。

２ 硫酸亜鉛水溶液を入れたビーカーに亜鉛板と，硫酸銅水溶液と銅板の入ったセロハンの袋を入れた。次に，図のように光電池用モーX
亜鉛板

銅板ターにつないだところ，モーターが回った。次の問いに答えなさい。
⑴］

Y

亜鉛板で起こった変化を，次のア〜エから選び，記号で答えなさい。ただし，e− は電子を表している。

［アZn＋2e−

Zn2＋

イZn

Zn2＋＋2e−ウ

Zn2＋＋2e−Znエ

Zn2＋Zn＋2e−

セロハンの袋］
硫酸亜鉛水溶液

硫酸銅水溶液光電池用モーター⑵

電子の移動する向きは，図のX，Yのどちらか。記号で答えなさい。

⑶＋極になっているのは，亜鉛板と銅板のどちらか。

⑷

しばらくすると，硫酸銅水溶液の青色がうすくなっていた。このことからどのようなことがわかるか。「水溶液中の」に続けて答えなさい。

３ 図1のようにして，うすい水酸化ナトリウム水溶液を電気分解したところ，気体A，Bが発生した。次に，電源装置をはずし，図2のよう［［⑴

気体A，Bはそれぞれ何か。

］

図１

図２

電源装置
− ＋ 気体 A

気体 B

気体 A

気体 B

電子
オルゴール
水酸化ナトリ
ウム水溶液

気体A［⑵

］ 気体B［］

図2で，電子オルゴールが鳴っているときに起きている化学変化を，化学反応式で表しなさい。
［⑶］

水溶液中の［に電子オルゴールにつなぐと，電子オルゴールが鳴った。次の問いに答えなさい。

］

図2のような電池を何というか。

］［］

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21

電池とイオン強化問題
１ 金属のイオンへのなりやすさを調べるために，図のように，マイクロプレートのそれぞれの穴にマグネシウ
ム片，亜鉛片，銅片を入れてから，硫酸マグネシウム水溶液，硫酸亜鉛水溶液，硫酸銅水溶液を加えて反応を調べた。表は，その結果を表したものである。あとの問いに答えなさい。
マグネシウム亜鉛

銅

硫酸マグネシウム水溶液

硫酸マグネシウム水溶液

硫酸亜鉛水溶液

硫酸亜鉛水溶液

硫酸銅水溶液マイクロプレート⑴

硫酸銅水溶液マグネシウム亜鉛

銅

変化しなかった

変化しなかった

変化しなかった

変化しなかった

変化しなかった

亜鉛が変化し，赤色の物質が付着変化しなかった

マグネシウムが変化し，灰色の物質が付着
マグネシウムが変化し，赤色の物質が付着①硫酸マグネシウム水溶液，②硫酸亜鉛水溶液，③硫酸銅水溶液に含まれている金属のイオンを，それぞれ化学式で答えなさい。

⑵①［］ ②［］ ③［］

マグネシウムに硫酸亜鉛水溶液を加えたとき，マグネシウムに起こった変化と灰色の物質が付着した変化をそれぞれ化学式を用いた式で表しなさい。ただし，電子1個を e− として表すものとする。

⑶

マグネシウム［］

灰色の物質［］マグネシウムと亜鉛それぞれに硫酸銅水溶液を加えたときについて答えなさい。

①

付着した赤色の物質は何か。化学式で答えなさい。

②

赤色の物質が付着したほかに，水溶液に同じ変化が見られた。どのような変化が見られたか。

［］

［⑷

］

マグネシウム，亜鉛，銅を，イオンになりやすい順に左から並べて答えなさい。
［］

２ 図は，ダニエル電池のしくみを模式的に表したものである。次の問

電子いに答えなさい。
⑴

［⑵

セロハン膜

亜鉛板

陽イオンになりやすいのは，銅と亜鉛ではどちらか。
］

Zn

［］

2＋2−SO4SO4Zn

銅板
2＋Cu2＋2−−極になっているのは，銅板か，亜鉛板か。

アイモーターZn

Cu2＋

硫酸亜鉛水溶液Cu

硫酸銅水溶液⑶

電流の向きはア，イのどちらか。記号で答えなさい。［⑷しばらく電流を流したあと，銅板と亜鉛板の質量は，電流を流す前と比べてそれぞれどのようになるか。

］

銅板［⑸

］ 亜鉛板［］セロハンには小さな穴があいていて，イオンはその穴を通過することができるため，電流を流していても電気的なかたよりができない。もし，イオンがセロハンの穴を通過できないとすると，銅板，亜鉛板の付近は，それぞれ電気的に＋，−のどちらにかたよるか。

⑹

銅板［］ 亜鉛板［］もし2種類の水溶液の間にセロハン膜がなく，水溶液どうしが混じり合うとしたら電流が流れない。このことについて述べた次の文の①〜③にあてはまることばを答えなさい。
水溶液中の①が②から直接電子をもらい，原子となって①［］ ②［③板に付着するから。
］ ③［］

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重要実験・観察問題⑸１ 根の成長と細胞分裂の観察 ソラマメの種子を発芽させ，根の成長と細胞分裂のよう

図１

すを調べるために，次の観察1，2を行った。あとの問いに答えなさい。
〔観察1〕 図1のように，ソラマメの根が3cm くらいのびたとき，根の先端から1cm㋐

間隔に印をつけ，どの部分がよく成長するかを調べた。

㋑〔観察2〕 ソラマメの根のもっともよくのびる部分を一部切りとって，次のA〜Fのよ㋒

うな手順で処理し，細胞分裂のようすを観察した。
AB
うすい塩酸

60℃の水

根うすい塩酸に入れてあたためる。

⑴

CDEF

柄つき針
カバーガラス

染色液染色する。

細かくほぐす。

顕微鏡で観察する。

ろ紙押しつぶす。

カバーガラスをかける。

観察1で，印をつけた根は，2日後には6cm のびていた。このとき，もっとものびていたのはどの部分か。

図1の㋐〜㋒から選び，記号で答えなさい。
⑵［］

観察2のAで，根をうすい塩酸に入れてあたためた理由を，次のア〜エから選び，記号で答えなさい。

ア

根についている細菌を殺すため。

イ

根の吸水性を上げて長もちさせるため。

ウ

根を脱色して見やすくするため。

エ

根の細胞どうしをはなれやすくするため。

⑶

観察2のCで，使用した染色液は何か。

⑷

図2は，観察2のFで観察したときのスケッチであり，a〜eは，細］図２ａ②a→→→→係を次のア〜ウから選び，記号で答えなさい。
X＝Y＝Z

イY＋Z＝X

２ 花粉の観察 花粉のようすを調べるために，次の実験を行った。あとの問いに答えなさい。
〔実験〕

10％の砂糖水をスライドガラスに1滴落とし，花粉を筆の先

ウY］

Xの細胞が含む染色体の数と，Y，Zの細胞が含む染色体の数の関アＸｂaをはじめとして，細胞分裂の進む順番に並べ，記号で答えなさい。
［］［胞分裂の過程で見られた5つの時期の細胞である。
①［［Zｃ］ｅｄ

Y×Z＝X

ふた10％の砂糖水１滴落とす。

水
割りばし

スライドガラスにつけて，砂糖水の上にまいた。

筆の先に花粉をつけて，まばらになるように落とす。

ペトリ皿

５〜10分後，顕微鏡で100〜150倍で観察する。

水を入れたふたつきのペトリ皿の中にプレパラートを置き，5〜10分後，100〜150倍の倍率で観察した。
⑴⑵

10％の砂糖水は，花のつくりのどの部分と同じ状態を再現するためか。

［］

で，水を入れたペトリ皿の中に花粉を入れてふたをしておくのは，花粉がどのようになることを防ぐためか。

⑶⑷［の結果，花粉からのびて出てきたものを何というか。
⑶が胚珠へとのびていくのは，胚珠の中の卵細胞に何を届けるためか。

］
［］

［］

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重要実験・観察問題⑸３ 塩化銅水溶液の電気分解 図のように，塩化銅水溶液に電圧を加え電源装置−

ると，陽極からは気体が発生し，陰極には赤色の固体が付着した。次の問いに答えなさい。
陰極に付着した固体を薬品さじでこするとどのようになったか。
［］⑵

陰極に付着した固体は何か。

⑶

陽極から発生した気体は，プールの消毒剤のようなにおいがした。

［

陽極電極︵炭素棒︶

⑴

陰極］

＋

発泡ポリス
チレンの板
塩化銅水溶液①においを調べるときはどのようにしてかぐのがよいか。 ［］②①のようにするのはなぜか。理由を答えなさい。

］③

この気体は何か。

［［

４ 電解質と非電解質 図のようにして，次のA〜Eの水溶液に電流が流れ］

電源装置

るかどうかを調べた。あとの問いに答えなさい。
A

砂糖水

D

エタノールの水溶液

⑴

食塩水B

CE

うすい塩酸

塩化銅水溶液

BとCの溶質を，それぞれ何というか。
B［⑵］ C［］

調べる水溶液を変えるたびに，しなければいけないことは何か。

［］⑶

A〜Eの水溶液のうち，電流が流れるものをすべて選び，記号で答えなさい。

［電極調べる水溶液

電流計］

５ 中和とイオン 図のように，ある濃度の水酸化ナトリウム水溶液と１cm ずつ加える。
3

うすい塩酸を用いて，次の実験を行った。あとの問いに答えなさい。
〔実験〕 ビーカーに水酸化ナトリウム水溶液を一定量とり，ある色にした BTB 溶液を数滴加えた。これに，うすい塩酸をこまごめピペットで1cm3 ずつ加えてかき混ぜることをくり返すと，acm3 加えたところで水溶液の色が変わり，中性になったことがわかった。
⑴

水酸化ナトリウム水溶液

うすい塩酸

水酸化ナトリウム水溶液の性質が塩酸を加える前に変化しないように，何色にした BTB 溶液を加えるか。

⑵

下線部のとき，水溶液の色は何色になったか。

⑶

こまごめピペットの安全球はどのようなことを防ぐためについているか。

［］

［］

［⑷］

実験で，うすい塩酸を加えていくとき，水溶液中の陰イオンの総数はどのように変化するか。次のア〜エから選び，記号で答えなさい。ただし，縦軸のbは，塩酸を加える前の水酸化ナトリウム水溶液に存在する

0b0 塩酸の体積

a0エb0 塩酸の体積

a0陰イオンの総数bウ

陰イオンの総数イ［陰イオンの総数

ア陰イオンの総数

陰イオンの総数を表している。

］b0 塩酸の体積a00 塩酸の体積a─ 103 ─0082-0103̲1̲21中学のまとめ理科̲CC19.indd 103

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入試対策演習①
１ 密度

２ 質量パーセント濃度

ポイント

ポイント

＝
密度〔g/cm3〕

物質の質量〔g〕
物質の体積〔cm3〕

質量パーセント濃度〔％〕＝

次の物質の密度は何 g/cm3 か。

⑴＝体積 50 cm3，質量 525 g の物質。

①［］

⑴
①

［

溶質の質量〔g〕
×100
溶媒の質量〔g〕＋溶質の質量〔g〕

塩化ナトリウム 12 g が溶けている塩化ナトリウ
ム水溶液 150 g。

］②⑵

溶質の質量〔g〕
×100
溶液の質量〔g〕

次の水溶液の質量パーセント濃度は何％か。

体積 200 cm3，質量 158 g の物質。

②計算

［］

砂糖 50 g を水 200 g に溶かしてつくった砂糖水。

次の問いに答えなさい。

［］① 密度 0.92 g/cm ，体積 150 cm の物質の質量は何33g か。

［］⑵② 密度 3.0 g/cm ，質量 126 g の物質の体積は何 cm3か。

［

次の問いに答えなさい。
①3

塩化ナトリウムが溶けているか。［］②⑶

15％の塩化ナトリウム水溶液 300 g には何gの］8％の硫酸銅水溶液を 200 g つくるのに必要な硫酸銅と水の質量はそれぞれ何gか。

質量 36.0 g の物質を，水30.0 cm の入ったメスシリンダ

硫酸銅［403ーに完全に沈めたところ，水面③水が図のようになった。この物質の密度は何 g/cm か。

］

砂糖 40 g を溶かして16％の砂糖水をつくるには，水が何g必要か。

30］ 水［［］

3［⑶］次の問いに答えなさい。
①⑷

7％の塩化ナトリウム水溶液 200 g に水 80 g を加えると，質量パーセント濃度は何％になるか。

金属A～Dの質量と体積をはかったところ，表1のようになった。あとの問いに記号で答えなさい。

表１

金属

①BC

D

質量〔g〕

96.621.6

78.7

40.5

体積〔cm 〕

5.08.010.015.0

表2は金属の密度を表28％の砂糖水 300 g から水を 50 g 蒸発させると［と［］質量パーセント濃度は何％になるか。

金属A～Dのうち，同じ金属でできているものはどれとどれか。

②②A
3［③］

10％の塩化ナトリウム水溶液 240 g に水を加えて6％の塩化ナトリウム水溶液にしたい。水を何］

表２g加えればよいか。
④［］

3％の硫酸銅水溶液 120 g から水を蒸発させてしたものである。鉄であ

金属の密度〔g/cm 〕

るのは金属A～Dのうちアルミニウム2.70

亜鉛5％の硫酸銅水溶液にしたい。水を何g蒸発させ7.13

鉄7.87

ればよいか。

銅8.96

A～Dのうちのどれか。

水銀

13.55

［

金19.32のどれか。 ［③］水銀に沈むのは，金属］

3⑤［］4％の砂糖水 80 g と12％の砂糖水 120 g を混ぜてできる砂糖水の質量パーセント濃度は何％か。
［］

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