23

Mg2＋を含む溶液

Zn2＋を含む溶液

Cu2＋を含む溶液

イオンへのなりやすさ
Mg＞Zn

亜鉛が付着

銅が付着

亜鉛（Zn）

変化なし

イオンへのなりやすさ
Mg＞Cu

銅が付着

銅（Cu）

変化なし

変化なし

イオンへのなりやすさ
Zn＞Cu

中和とイオン，
電池とイオンマグネ
シウム（Mg）

資１ 金属イオンを含む水溶液に金属片を入れたときのようす ②❶塩酸と水酸化ナトリウム水溶液の中和 ①
中和

塩酸
水酸化ナ
塩
水（塩化水素）トリウム＋− ＋＋− →＋H
NaCl2O
H ＋Cl
Na ＋OH酸の陰イオン＋Na

アルカリの陽イオン−＋OH

Na−＋OHNa

1 中和とイオン

❶ 中和

❶＊1

すい よう えき中和 …酸の水 溶 液 中の水素イオン（H ）とアルカリの水溶液中の水酸化物イオン（OH ）が結びつい水溶液中ではイオンで存在。

−て，水（H2O）ができる反応。H ＋ OH＋水酸化ナト
リウム水溶液−OH＋−

H2O·酸とアルカリの水溶液を混ぜ合わせたときの混合液の性質
ClCl−

H＋ClCl
H＋−＋H

Cl−Na−Cl−

OH− Na＋

り多いとアルカリ性，H＋と OH－の数が同じだと中性になる。
·中和と中性てき

酸性の水溶液にアルカリ性の水溶液を１滴でえん

H2O H2Oも加えれば，中和が起こり，塩と水ができる。中和は，混一部が中和。
H＋が余る。

完全に中和。
H+ も OH−もない。

OH−が余る。

ぜ合わせた液が中性になるまで続き，中性になったところ

中性

アルカリ性で中和は起こらなくなる。

❷塩

イオンの数

Cl

❶，❷
いん

塩…酸の陰イオンとアルカリの陽イオンが結びついてNa＋−

2Na＋ Cl

H＋の数が OH－の数より多いと酸性，OH－の数が H＋の数よH2O H2O

酸性
3Na＋Na＋＋Na＋

H 2O−

塩酸

Cl−−できる物質。

1H＋OH−

00
加えた水酸化ナトリウム水溶液の体積〔cm3〕と·水に溶ける塩・水に溶けない塩
でん り

中和によってできた塩には，水に溶けて電離して存在する塩と，水に溶けない塩とがある。

しょうさん

例 水に溶ける塩…塩化ナトリウム，硝酸カリウム
�❷硫酸と水酸化バリウム水溶液の中和

りゅうさん＊２＊２＊３

水に溶けない塩…硫酸バリウム，炭酸カルシウム
水酸化バリウム水溶液

硫酸バリウム2 金属のイオンへのなりやすさ·金属のイオンへのなりやすさ

ンへのなりやすさにちがいがある。

うすい硫酸

ふく2＋2＋2＋

電子が移動

鉛のほうがイオンになりやすいため，亜鉛原子（Zn）が銅イオン

電子

Cu2＋ ＋

実 力
アップ

110_113.indd

110Zn2＋ ＋2e－

亜鉛イオン（Zn2＋）になって電子を放出し，その電子を銅イオン（Cu2＋）が受けとって，銅（Cu）が付着する。

❸⑵マグネシウム，亜鉛，銅のイオンへのなりやすさ

資1

Mg ＞ Zn，Mg ＞ Cu，Zn ＞ Cu

電子

2e－→亜鉛イオン

110Cu

亜鉛片Cu

亜鉛Zn

銅が付着水溶液

ZnZn

あ えんへん⑴銅イオンを含む水溶液に亜鉛片を入れると，銅よりも亜❸銅イオンを含む水溶液に亜鉛片を入れたときの反応
亜鉛イオンに変化

金属の種類によって，イオ

銅Mg ＞ Zn ＞ CuCu

＊ 1 中和は発熱反応で，H と OH が結びつくとき，熱が発生する。
＊ 2 どちらも白色の沈殿となる。
＊ 3 石灰水に二酸化炭素を通すと白くにごるが，これは，炭酸カルシウムの白い沈殿ができるからである。
＋－

ちんでん

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アルカリ乾電池
亜鉛板

マンガン乾電池

銅板

硫酸亜鉛
水溶液

硫酸銅水溶液リチウム電池ニカド電池
ニッケル水素電池
酸化銀電池セロハン膜

資２ 果物を使った化学電池

資３ ダニエル電池

資４ いろいろな電池❹ボルタ電池のしくみ ③3 電池のしくみ

電子の移動の向き−

資2−

電解質の水溶液の中に亜鉛板と銅板を入れたCl❹⑴－極での変化

亜鉛原子（Zn）が電子を２個放出して亜2＋鉛イオン（Zn ）になり，溶液中に溶け出す。
⑵＋極での変化

水素イオン（H ＋）が電子を受けとって水H

Cl
Zn＋

まく＊５

❺， 資 3切った電池。
⑴－極での変化H－極（亜鉛板）

こZn

硫酸銅水溶液中の銅イオン（Cu ）が電子を２個受けとって銅原子（Cu）となる。反応が進むと，硫酸銅水溶液がうすくなり，青色もうすくなる。
⑶ダニエル電池の利点

長時間安定して電流をとり出せる。
ばくはつ

また，水素が発生しないので爆発の危険がない。

電流の向き

セロハン膜や素焼きの板

Zn

2－Cu2＋Zn

SO42＋

硫酸亜鉛水溶液
Zn

Zn2＋＋ 2e－2＋2－Cu

硫酸銅水溶液Cu2＋＋ 2e－Cu

セロハン膜や素焼きの板には小さな穴が開いており，イオンが移動できる。これによって，電気的なかたよりを防いでいる。

酸素

かんでん ちせない電池。例マンガン乾電池，アルカリ乾電池，リチウ

水酸化ナトリウムを加えた水簡易電気分解装置

水素

もど

電流を流して電圧が下がると，もとの状態に戻電源装置

水を電気分解する。

資4

ちくでん ち·二次電池（蓄電池） 電流を流して電圧が下がっても，外部じゅうでんから電流を流して電圧を回復させること（充電）で，くり返電気エネルギー
2H2O

なまり

資4

水素と酸素が結びついて水ができるときに発生する電気エネルギーを，直接とり出す装置。水の電気分解❻2H2 ＋ O2

電源をはず燃料電池
し，電極を電流が発生する。
モーターにつなぐと，モーターが回転する。

し使うことができる電池。例鉛蓄電池，リチウムイオン電と逆の化学変化を利用している。

2H2 ＋ O22H2O

電気エネルギー＊ 4 イオンになりやすい金属が－極になり，イオンになりにくい金属が＋極になる。
＊ 5 セロハン膜などを通してイオンが移動できないと，－極側では Zn2 ＋が増え続け，＋極側では Cu2 ＋が減り続けて電気的なかたよりができ，－の電気をもつ電子が－極から移動しにくくなってしまう。

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111＋極（銅板）❻燃料電池

4 身のまわりの電池

池，ニッケル水素電池

H2㸦2H㸧

電流の向き

SO4

むと硫酸亜鉛水溶液が濃くなる。
⑵＋極での変化＋

電子の移動の向き

亜鉛原子（Zn）が電子を２個放出して亜2＋H−電子の移動の向き鉛イオン（Zn ）になり，溶液中に溶け出す。反応が進·燃料電池−−

Cl❺ダニエル電池のしくみ ④2＋ム電池

Cl−＋

銅板を硫酸銅水溶液に入れたものと，亜鉛板を硫酸亜鉛水溶液に入れたものを，セロハン膜などで区·一次電池H2＋＋Zn2＋＋ 2e− 2H＋＋ 2e−Zn

素原子（Ｈ）となり，２個結びついて水素分子（H2）となる。
·ダニエル電池

− −−

−

３年電池。

H H−

うすい塩酸·ボルタ電池＝−の中に，種類の異なる２つの金属を入れると，金属と金属の間に電圧が生じ，電流が流れる。

−

銅板

＝

＊４

電流の向き

−＋極ネルギーを電気エネルギーに変える装置。電解質の水溶液

−極亜鉛板

·電池
（化学電池） 化学変化を利用して，物質がもつ化学エ

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確認問題

得点／1001 中和とイオンに適する語句や化学式，記号を書きなさい。

1 中和

⑴

酸の水溶液中の水素イオンとアルカリの水溶液中の水酸化物イオンとが結びついて，水ができる〈３点×３〉

反応を何というか。

すいようえき塩酸と水酸化ナトリウム水溶液の中和
HCl

H＋ ＋酸とアルカリの反Cl－

応で水とNaOHNa＋ ＋OH－ができる。

水酸化ナ
Na＋トリウム水溶液
OH－－OH

塩酸＋Cl－H

Cl＋H

HClCl－Cl－Cl

H2O

酸

酸性
りゅうさんどう〔 硫酸バリウム 〕

2 金属のイオンへのなりやすさ
pH>7Na

Na＋Cl

H2O

Cl

H2O

⑴

を加えたところ，マグネシウム片に亜鉛が付着した。マグネシウムと亜鉛はどちらがイオンになり〔マグネシウム〕やすいか。

Na＋H2O⑵

H2O

マグネシウムイオンが含まれる水溶液に銅片を加えたところ，銅片に変化がなかった。マグネシ

アルカリ 性

ウムと銅はどちらがイオンになりやすいか。

〔マグネシウム〕
3 電池のしくみ

Zn →Cu2－ZnZn²＋ ＋ 2e－

Cu2＋Zn亜鉛 Zn

2＋Cu²＋ ＋ 2e→

イオンへのなりやすさ：銅Cu⑵

電池で，電子を放出してイオンになる金属板は，＋極と－極のどちらか。

⑶

電子 の移動の向き

銅板〔−極（の金属板）〕

銅板を硫酸銅水溶液に入れたものと，亜鉛板を硫酸亜鉛水溶液に入れたものを，セロハン膜などで区切った電池を何というか。
〔ダニエル電池〕〈２点×５〉

電流 の向き＋ーを電気エネルギーに変える装置を何というか。

〔電池（化学電池）〕< 亜鉛

4 ダニエル電池〈５点×５〉

化学変化を利用して，物質がもつ化学エネルギ－

硫酸銅水溶液

極

⑴

2＋2＋

へん

亜鉛イオンが含まれる水溶液にマグネシウム片－－〈５点×２〉

ふくOH－＋Na＋性 中性〔 アルカリ性 〕

3 硫 酸銅水溶液に亜鉛を入れたときのモデル〈２点×４〉

SO4〕った。この水溶液は，酸性・中性・アルカリ性のあ えん

Cu塩

塩酸に水酸化ナトリウム水溶液を加えた。この

うちどれか。

－－〕

硫酸と水酸化バリウム水溶液が中和したときに〈２点×５〉=7Na＋－

中和

とき，水溶液中の H＋の数は OH－の数より少なかOH

Na＋＋てできる物質を何というか。〔生じる塩は何か。

－<7pH

pH＜7〔

酸の陰イオンとアルカリの陽イオンが結びつい

⑶

Na＋pH

⑵

いん

⑷

2 酸・アルカリの反応と pHNa＋塩

H2O

NaCl

〈５点×４〉

亜鉛板
まく－

極

⑷

⑶の電池では，＋極に何という物質が付着する

〔か。
⑸

銅〕

ボルタ電池とダニエル電池で，長時間安定して電流をとり出せるのはどちらか。

セロハン膜〔ダニエル電池〕
Cu2＋

Zn

4 身のまわりの電池

2＋⑴

2－SO4Zn

硫酸銅 水溶液

何というか。
⑵〔充電〕

水の電気分解と逆の化学変化を利用した電池を何というか。
4112

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外部から電流を流して電圧を回復させることを2＋硫酸亜鉛水溶液〈４点×２〉

4〔 燃料電池〕

4

中和したから中性になるとはかぎらない。完全に中和したときのみ中性になる。

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実戦問題

1

得点／100中和〈７点×５〉

うすい水酸化ナトリウム水溶液（Ｘ液）と2

ダニエル電池図は，ダニエルうすい塩酸（Ｙ液）の２つの水溶液を表に示す量で電池のしくみを模式的混ぜ合わせ，Ａ～Ｅの５種類の水溶液をつくった。に表したものである。

Ａ～Ｅの水溶液にそＡ Ｂ Ｃ Ｄ Ｅ

反応が進むにつれて，れ ぞ れ BTB 溶 液 を

Ｘ液の量〔cm 〕20 20 20 20 20

銅板に金属が付着した。

加えたところ，D だ

Ｙ液の量〔cm3〕 4⑴3

8 12 16 20

けが中性であることがわかった。
⑴⑵

青色＋極になるのは，亜鉛板と銅板のどち

Ａ，Ｅの水溶液の色は，それぞれ何色に変化したか。 Ａ〔〕Ｅ〔黄色〕⑶〔CとE〕〔〔⑷〔 うすくなっていく。〕⑸

水酸化物イオンの数：水素イオンの数

3Zn2 ＋＋ 2e−〕に変化していくか。

Y 液 10cm に含まれる水素イオンの数の比を，4：5〕

Cu反応が進むと，硫酸銅水溶液の色はどのよう

3＝〔〕

亜鉛板ではどのような反応が起こっているか。

で表すものとする。〔Zn

Ｘ液 10cm に含まれる水酸化物イオンの数ともっとも簡単な整数の比で答えなさい。

銅板

化学反応式で表しなさい。ただし，電子は e －3⑷

硫酸亜鉛水溶液 硫酸銅水溶液

銅板に付着した金属は何か。化学式で答えな⑶

Ａ～Ｅの水溶液のうち，どれとどれを混ぜ合わせると中性になるか。

銅板
セロハン膜

さい。

〔 A，B，C 〕

えなさい。

亜鉛板

らか。
⑵

Ａ～Ｅの水溶液のうち，水溶液の pH を調べると，pH ＞ 7 を示すものはどれか。すべて答〈７点×５〉

硫酸銅水溶液から硫酸亜鉛水溶液へ，セロハンを通って移動するイオンは何か。化学式で答〕〔えなさい。

SO42−〕

レベルアップ中和〈10 点×３〉

４個のビーカー A，B，Ｃ，Ｄにうすい塩酸をそれぞてき

ビーカー

Ａ Ｂ Ｃ Ｄれ 10cm3，15cm3，20cm3，25cm3 入れ，BTB 溶液を１～２滴うすい塩酸の体積〔cm3〕加えた。これらのビーカーにうすい水酸化ナトリウム水溶液

溶液を緑色にするために必要なうすい
20 30 40 50
水酸化ナトリウム水溶液の体積〔cm3〕を少しずつ加え，溶液を緑色にするために必要なうすい水酸

10 15 20 25化ナトリウム水溶液の体積を調べた。なお，この実験は溶液をよくかき混ぜながら行った。
3⑴

（愛知）

3

この実験で用いたうすい塩酸 20cm に同体積の水 20cm を加えた溶液がある。この溶液を完全に中和するためには，この実験で用いたうすい水酸化ナトリウム水溶液は何 cm3 必要か。〔40cm3〕

この実験で用いたうすい塩酸 10cm3 をビーカーに入れ，BTB 溶液を１～２滴加えた。これにうすい水⑵酸化ナトリウム水溶液を少しずつ加えていき，溶液が緑色になったあとも加え続けた。加えたうすいから選びなさい。

〔⑶

イ0 うすい水酸化ナトリウム水溶液の体積0 うすい水酸化ナトリウム水溶液の体積0 うすい水酸化ナトリウム水溶液の体積エ

水酸化物イオンの数に表すとどうなるか。右のア～エウ

水酸化物イオンの数化物イオンの数との関係をグラフ

イ

水酸化物イオンの数

混ぜ合わせた溶液に含まれる水酸水酸化物イオンの数

水酸化ナトリウム水溶液の体積と，ア0 うすい水酸化ナトリウム水溶液の体積〕

中和とは何か。
「中和とは」という書き出しで，「水酸化物イオン」ということばを用い，40 字以内で答えなさい。
中和とは〔水素イオンと水酸化物イオンが結びついて，水ができる反応である。 〕
塩酸と水酸化ナトリウム水溶液の中和では，中性になったときにもイオンは存在する。

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17:27:27

ッ

得 点 ア

10プ

わかる 中和と体積の関係
計 算 中和と濃度の関係■完全に中和するときの水溶液の体積の関係は…
＜例題＞

ある濃度の塩酸 10cm3 に BTB 溶液を数滴加えたビーカーに，ある濃度の水酸化ナトリウム水溶液を 2cm3 ずつ，20cm3 まで加えた。12cm3 加えたときに，混合液は緑色に変化した。
塩酸 10cm3 を完全に中和するのに必要な水酸化ナトリウム水溶液は何 cm3 か。 〔⑴

12cm3〕

3⑵水酸化ナトリウム水溶液を 20cm 加えたあと，混合液を再び緑色に変化させるには，実験で用いた〔塩酸を何 cm3 加えるとよいか。次のア〜カから選びなさい。
ア4.0cm3

イ 6.7cm3

ウ 8.0cm3エ9.6cm3

オ 12.0cm3

カイ〕

16.7cm3

体積を変えると水溶液中のイオンの数がどうなるか考えよう。
●混ぜ合わせる酸の H＋ とアルカリの OH－ の数が等しいとき，水溶液は完全に中和する。
●水溶液の濃度が変わらないとき，水溶液の体積と水溶液中のイオンの数は比例の関係にある。
ある濃度の塩酸20cm3に，ある濃度の水酸化ナトリウム水溶液16cm 3 を加えたとき，完全に中和した。

塩酸の体積が 2 倍になると…

塩酸20cm3塩化ナトリウム水溶液

Na＋＋Cl－HHCl－＋＋

H＋ の数… 2 個
Cl－の数… 2 個－NaOH

OH－

Na＋

完全に中和

Na＋ の数… 2 個
OH－の数… 2 個

ClCl＋ClCl－－－＋H＋H＋H

Cl－

Na＋ Na＋ OH－
OH－

Na＋Na＋OH－OH－

H＋ の数… 4 個

Na＋ の数… 4 個

Cl－の数… 4 個

OH－の数… 4 個－－Na＋H2O

H2OClNa＋ の数… 2 個 Cl－の数… 2 個
H2O の数… 2 個

塩酸40cm3H水溶液中のイオンの数も2 倍になる。

水酸化ナトリウム水溶液16cm3

塩酸を完全に中和するのに必要な水酸化ナトリウム水溶液の体積は16cm3×2 ＝32cm3

完全に中和するのに必要なイオンの数が 2 倍になる。

＜例題の解答と解説＞⑴

混合液が緑色（中性）になった，水酸化ナトリウム水溶液を 12cm3 加えたとき，完全に中和している。

⑵

塩酸と水酸化ナトリウム水溶液の体積の比が 10：12 のとき完全に中和するので，水酸化ナトリウ

ム水溶液 20cm3 と完全に中和する塩酸の体積を x cm3 とすると，10：12 ＝ x：20

x＝16.66…→ 16.7cm3

ビーカーにははじめ 10cm3 の塩酸が入っていたため，追加で必要な塩酸の体積は 16.7 − 10 ＝ 6.7cm3■入試ではこう出された！
中和について，次の手順で実験を行った。
①

ビーカーＡ〜Ｃを用意し，ビーカーＡに塩酸，Ｃの水溶液は緑色になった。
⑴②について，青色になったビーカーＣの水溶ビーカーＢに水酸化ナトリウム水溶液をそれぞ液中でもっとも数が多いイオンは何か。イオン3

れ 60cm ずつ入れた。ビーカーＣにビーカーＡの塩酸 10cm3 を注ぎ，BTB 溶液を加えた。

（新潟・改）の化学式で答えなさい。
⑵

Na＋〔〕

③のあとにビーカーＡに残っているうすい塩

ビーカーＣにビーカーＢの水酸化ナトリウム酸 48cm3 を中性にするには，ビーカーＢの水酸水溶液を 10cm3 加えると水溶液が青色になった。

化ナトリウム水溶液が何 cm3 必要か。次のア〜②③②で青色になったビーカーＣの水溶液にビー3カーＡの塩酸 2cm を加えたところ，ビーカー〔エから選びなさい。
ア 24cm3

イ 32cm3

ウ 40cmウ3〕

エ 48cm3114

得点アップ114_115.indd

114

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■完全に中和するときの水溶液の濃度の関係は…
＜例題＞ 0.3％の塩酸Ａ 30cm3 に，ある濃度の水酸化ナトリウム水溶液Ｂを加えていくと，60cm3 加えた
ところで，溶液は中性になった。
⑴ 0.6％の塩酸Ｃ 30cm3 を中性にするために必要な水酸化ナトリウム水溶液Ｂは何 cm3 か。

〔3⑵〕120cm33ある濃度の塩酸Ｄ 10cm に水酸化ナトリウム水溶液Ｂ 60cm を加えると，溶液は中性になった。塩〔酸Ｄの濃度は何％か。

〕

0.9％

注目するのは水溶液中のイオンの数。考え方は体積とイオンの数の関係とよく似ているよ！
●水溶液の体積が変わらないとき，水溶液の濃度と水溶液中のイオンの数は比例の関係にある。
1 ％の塩酸20cm3に，1 ％の水酸化ナトリウム水溶液20cm3を加えたとき，完全に中和した。

1 ％の塩酸
20cm3

1 ％の水酸化ナトリウム水溶液
20cm3

塩化ナトリウム水溶液

Na＋OH

OH－Na＋H＋H＋ の数… 2 個Cl－の数… 2 個－Na＋ の数… 2 個OH－の数… 2 個＋ClCl－－＋HCl－＋＋H

H Cl－

H＋ の数… 4 個
Cl－の数… 4 個－Na＋H2O

H2O

Na＋ の数… 2 個
H2O の数… 2 個

Cl－の数… 2 個

完全に中和するのに必要なイオンの数が 2 倍になる。

2 ％の塩酸
20cm3

HCl－Cl完全に中和

Na＋－OHOH－

Na＋または水溶液中のイオンの数も2 倍になる。

Na＋Cl－H

Cl

塩酸の濃度が 2 倍になると…

－＋Na＋－－
Na＋ OH OH

Na＋Na＋OH－＋Na

OH－
Na＋OH－

Na＋ の数… 4 個
OH－の数… 4 個－OH

水酸化ナトリウム水溶液の体積を変えずに濃度を2 倍にするか，濃度を変えずに体積を 2 倍にする必要がある。

＜例題の解答と解説＞⑴

塩酸の体積は変わらず，濃度が２倍になっているので，塩酸中の水素イオンの数は２倍になっている。水酸化ナトリウム水溶液Ｂの濃度は変わらないので，水酸化物イオンの数を２倍にするには，体積を２倍にする必要がある。よって，60cm3 × 2 ＝ 120cm3

中性にするために必要な水酸化ナトリウム水溶液Ｂの体積が同じなので，塩酸Ａ 30cm3 と塩酸Ｄ
110cm3 に含まれる水素イオンの数は同じである。塩酸Ｄの体積は塩酸Ａの体積の なので，濃度は３3倍。よって，0.3％× 3 ＝ 0.9％⑵

■入試ではこう出された！
うすい塩酸 6cm3 をビーカーに入れ，BTB 溶液液の体積とビーカー内の水素イオンの数の関係をを数滴加えたあと，塩酸と同じ濃度の水酸化ナト表すグラフとしてもっとも適切なものを，次のアリウム水溶液を少しずつビーカーの中に加えたと〜エから選びなさい。（群馬・改）〔300 615水酸化ナトリ
ウム水溶液の体積〔cm3〕

ウ00 615
水酸化ナトリウム水溶液の体積〔cm3〕エ〕

エ水素イオンの数

00 615
水酸化ナトリウム水溶液の体積〔cm3〕イ

水素イオンの数えていったときの，加えた水酸化ナトリウム水溶ア

水素イオンの数

次に，塩酸の濃度と体積を変えずに，水を加えて1水酸化ナトリウム水溶液の濃度を にして同じ操2作を行った。水酸化ナトリウム水溶液を 15cm3 加

水素イオンの数

ころ，6cm 加えたところで水溶液は緑色になった。

00 615
水酸化ナトリウム水溶液の体積〔cm3〕115

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