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Chemistry Senior High

化学 ダニエル電池 この問題の(4)2についてなんですが、どうして硫酸亜鉛水溶液の濃度は薄い方がいいのでしょうか? 酸化で亜鉛イオンが増えるのはわかるんですが別に亜鉛イオンの濃度が大きくても困ることはないのでは っておもいました

191 ダニエル電池 次の図で示された電池について, 下の各問いに答えよ。 (1) この電池の名称を書け。 (2) 負極, 正極で起こる反応を,電子e を含むイオン反応 式で書け。 素焼き板 (3) 素焼き板を通って, 硫酸銅(Ⅱ) 水溶液から硫酸亜鉛水 溶液の方へ移動するものは主に何か。 次の(a)~(e)から1 亜鉛板 ―銅板 つ選べ。 (a) Cu(b) Zn(c) Cu2+ (d) Zn²+ (e) SO- (4)この電池を長く放電させるには、 ① 硫酸銅(Ⅱ) 水溶液, 硫酸亜鉛 水溶液 硫酸銅(II) 水溶液 ②硫酸亜鉛水溶液の濃度をそれぞれ濃くするか, うすくするか答えよ。 解説を見る 33 (3)(e) (4) ① 濃くする ②うすくする 解法 (3) 硫酸亜鉛水溶液がある負極では, Zn2+が増加する。 一方, 硫酸銅(II) 水溶液がある 正極では Cu2+が減少する。 このため, Zn2+が硫酸銅(II) 水溶液側に, SO 2 が硫酸 亜鉛水溶液側に, 素焼き板を通って移動する。 こうして、 電気的な中性が保たれる。 (4) 電池全体の反応 (放電の反応) は,次式で表される。 Zn + Cu2+ → Zn²+ + Cu このため、長く放電させるには, Zn2+の濃度を小さく, Cu2+の濃度を大きくすれば よい。

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Chemistry Senior High

起こっていることの理解はできているのですが、電極Aの質量減少量:電解液中のSO₄2-の質量増加量がどうやって1:2とわかるのかを教えていただきたいです。

負極 正極 + e 電源 e- 9 解答 (4) 電池を充電するときは, 電池の負極と電源の負極, 電池の正極と電源の正極を接続する。 したがって, 電極Aは,鉛蓄電池の負極, 電極 Bは鉛蓄電池の正 極である。 充電は,放電の逆向きの反応であり, 充電時の各電 極の反応は,それぞれ次のように表される。 陰極 電極A 電極B 陽極 電極A:PbSO4+2e- → Pb+SO2- ・① 電解液 ( 希硫酸 ) 電極B:PbSO4+2H2O → PbO2+4H++SO²+2e ...(2) 電子2molが流れたとすると, 電極Aは PbSO4 g) 分の質量が減少している。 Pb に変化しており, SO42-(96 一方,①の反応で1molのSO (96g), ②の反応で1molのSO42- (96g) が生じて いるので,電解液中のSOは合計2mol分増加している。 よって, 電極Aの質量減少量: 電解液中のSO」の質量増加量=1:2となる。 これにあてはまるグラフは, 電解液中の硫酸イオンの質量の増加が200mgのとき, 電極Aの質量が 100mg 減少している④である。 要点整理 鉛蓄電池 電池式: (-) Pb|H2SO4ag|PbO2 (+) 放電 負極 : Pb Pb+SO2- PbSO4+2e¯ 充電 放電 正極:PbO2 PbO2+4H++ SO-+2e- PbSO4+2H2O 充電 電解液: 希硫酸 放電して2mol の電子が流れると, 負極は質量が96g増加し, 正極は 64g増加 する。電解液(希硫酸)は160g減少する。 充電時にはその逆の変化がおこる。

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Physics Senior High

高校物理の質問です。 (ア)〜(エ)および(カ)〜(コ)の解き方を教えてください。途中式など書いていただけると大変助かります。 一部でも構いません。

以下の文章中の(ア)~(エ)および(カ)~(コ)に適切な式を記入しなさい。(オ)には文章中の指示にしたがって適切 なグラフを描きなさい。ただし、解答にんを用いてはならない。 なお、文章中の角度の単位はラジアンである。 図1のように、x ≥0の領域において一様な磁束密度 (大きさB)の磁場がかかっている。 磁場の向きは、 図1の右図 において、紙面の手前から奥に向かう方向である。x < 0の領域には磁場はかかっていない。半径aで中心角”の扇形 コイル OHKLが磁場と垂直なx-y平面内にあり、原点を中心としてx-y平面内でなめらかに回転できる。 0 と Lは、図1の左図の端子P, Qをとおして、電気抵抗 R の抵抗器、電気容量 C のコンデンサー、およびスイッチ1, S2からなる図2の回路の端子P,Qと常につながっている。 OLは十分に短く、 KL の長さをaとみなし、扇形コイル を貫く磁束は、半径がaで中心角がこの扇形の面積を貫く磁束と考える。 導線の太さや質量および電気抵抗、扇形コイ ル以外の部分で生じる誘導起電力、自己誘導、および空気抵抗の効果は無視する。また、扇形コイルの変形は考えな い。 (1) スイッチS」を閉じ、S2を開いた状態で、点 H に外力を加えることで、扇形コイルを一定の角速度w (0)で図1 のように反時計回りに回転させた。時刻t = 0において点 H はx-y平面内の座標 (0,a)の位置にあった。微小時間経 過後に、扇形コイルを貫く磁束が減少し、端子 P に対する端子Q の電位は(ア)となった。このとき扇形コイルは、 K→Lの方向を正として=(ア)×(イ)の電流が流れ、導線 KL が磁場から受ける力の大きさは(ウ)であった。そ の後、時刻t=(エ)で、はじめて扇形コイルに流れる電流が0となった。t = 0から扇形コイルが一回転するt=2まで の時間の、K→L 方向を正とした電流の時間変化を実線で描くと(オ)となる。 扇形コイルが一回転するまでに抵抗器 で生じたジュール熱は (カ) であった。扇形コイルに加えた外力がした仕事が抵抗器で発生したジュール熱と等しい ので、時刻 (0 <t < t) において点Hに加えた外力は (キ) であることがわかる。 ただし、 外力は常に扇形コイルの円 弧の接線方向にかけるものとする。 (2) スイッチ2を閉じ、 S を開いた状態で、 点Hに外力を加えることで、 扇形コイルを一定の角速度w(0) で図1の ように反時計回りに回転させた。時刻t=0において点Hはx-y平面内の座標 (0,a)の位置にあり、このときコンデン サーには電荷が蓄えられていなかった。 微小時間経過後に扇形コイルには電流が流れ、コンデンサーは充電されはじ めた。その後、時刻t = (エ)までにコンデンサーは十分に充電され、回路を流れる電流は0となった。このときコンデ ンサーに蓄えられた電気量は(ク)であった。時刻から2tの間に、 コンデンサーは放電し蓄えられた電気量は 0 と なった。時刻から2ちの間に抵抗器で発生したジュール熱(ケ)であった。また、時刻から2tの間に回路に流 れる、時間とともに変化する電流の大きさをI とおく。このとき、コンデンサーに蓄えられている、時間とともに変化 する電気量の大きさは(コ)となる。 H B(IIの領域のみ) W PO I KT S₁ R Sa Q -OP 扇形コイルを真上から見た図 図1 図2

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