普通な日記＋18日の問題の答え(執筆日22日)

アルテイルで2連敗したり問題が思いつかなかったり久々にポップンやって３５をクリアしてみたり人生ってなんだろうと思ったりゴルフで上手く打てなかったり明日駿台に缶詰やだなとかおもったりの一日でした。
問題の答えは誰かが書き込んでくれたらきっと書きます。(Aki君が書き込んでくれることを信じて…他の人でもいいよ！主に高校生対象！

以下答えなのです。(但し、反応式中の括弧内の~+、~-はイオンの価数とする)
(1)ボルタ電池　(2)分極　(3)銅：正極　亜鉛：負極、銅の代わりにマグネシウムを入れるとマグネシウムが負極、亜鉛が正極になる　(4)銅と亜鉛で作った電池　(5)亜鉛電極の質量が減る
(6)鉛蓄電池　(7)鉛：負極　酸化鉛(４)：正極、正極：PbO2+H2SO4+2H(+)+2e(-)→PbSO4+2H2O　負極：Pb+H2SO4→PbSO4+2H(+)+2e(-)、Pb+PbO2+2H2SO4→2PbSO4+2H2O　(8)両方の電極の質量が増える　(9)2PbSO4+2H2O→Pb+PbO2+2H2SO4　(10)正極：0.640g増加　負極：0.960g増加
(11)最初の電池の中の硫酸の電気分解が起こる。

以下補足。
(1)諦めて覚えてください。センターで(たまに)出ます。
(2)正極の反応では2H(+)+2e(-)→H2という反応が起こり、だんだん硫酸の濃度が低くなることで反応が起こりにくくなり、起電力が下がります。これが「分極」という現象であり、豆電球の光は弱くなるのです。
(3)イオン化傾向、というのを覚えましょう。巷で噂の「かそうかな、まああてにするな、ひどすぎるしゃっきん」とか何とかいうやつです(人によって違う可能性が)。この公式ではイオン化傾向の大きさを示し以下のとおりになります「(Li>)K>Ca>Na>Mg>Al>Zn>Fe(>Ni>Sn)>Pb>H>Cu>(Hg>)Ag>Au(>Pt)」。これですらある程度省略されています(括弧内の金属は高校レベルではあまり必要でありません)。んでもってこのイオン化傾向が高ければ高いほどイオンになり易いわけで、ここでは銅より亜鉛のほうがイオン化傾向が大きいので「Zn→Zn(2+)+2e(-)」となり、これが負極になります。ここでその銅をマグネシウムに変えてみると…さっきのイオン化傾向から、負極では亜鉛ではなくマグネシウムが反応することになるので、答えのように正負が逆になるのです。
(4)イオン化傾向はイオンの酸化のし易さを表すものです。なのでイオン化傾向が離れていればいるほど反応が激しくなることが想像できます。ここで、見てみるべきところとして、鉄と鉛は銅と亜鉛のセットよりイオン化傾向に差がありません。故に反応が起こりにくくなり、そこから豆電球の光が小さくなることが分かります。
(5)亜鉛電極では前述どおり「Zn→Zn(2+)+2e(-)」という反応が起こります。この反応のZnの出所は電極です。電極がだんだん解けていくので、亜鉛電極は質量が減ることになります。

(6)これも諦めて覚えてください。センター頻出です。(名前はあまり問われないが)
(7)答えの反応式から、正負は判定できます。反応式はこのまんま丸暗記しても差し支えないと思います。これ以外の応用もあんまりないと思います…
(8)反応式からこれも明らかです。PbからPbSO4へ、PbO2からPbSO4へ。両者元素が増えているだけで、反応前も後もモル数は変わらないので増えることがわかります。
(9)ただ逆になるだけです。充電は電気を逆に流すことで逆に反応を起こすことといえます。物質が元に戻るのでまた電池としての反応が起こります。
(10)まず、問題のミスについて謝ります、ごめんなさい。とりあえず問題を簡単にしたかったのです。許してください。　問題についてですが、まず流れる電子のmol数を求めます。965s*2A=1930C=0.2molとなり、0.2molの電子が発生していることになりますが、ここで注意しなければならないのは反応式中でPb或いはPbO2が1mol反応するために必要なe(-)の量が2molです。故に、電子0.2molに対してPb及びPbO2は0.1molしか反応しません。後は原子量の変化を計算するとPbからPbSO4では96、PBO2からPbSO4では64増えているので、それに0.1をかけてしまえばよいことになります。

(11)鉛蓄電池のほうが電圧が強いのでボルタ電池のほうが電池の反応方向を無視して電流が流れます。そのとき、電池としての反応は起こらないので普通の電気分解の反応は起こります。ちなみに、発生する気体は、水素と酸素です。