受験化学 29.電池2

燃料電池

 

起電力  1.2V

 

酸型・塩基型とも負極からHが入り正極からO2が入る

 

p.151-2

 

燃料電池は水素と酸素から水を作りながら、電気を得るクリーンな電池。

電解液が酸か塩基かで酸型と塩基型があるよ。

半反応式が酸型と塩基型で違うから気をつけてね。

 

 

 

p.152-2

 

塩基型を書くときは、いきなり書かずに酸型を書いてから、水になるようにOHを足した方がわかりやすいよ。

そうすれば、酸型1つだけ覚えるだけで、塩基型まで書けるようになるからね。

 

 

】燃料電池において2Aで96500秒通電したらH2O は何molそして何gできるか?また、消費されたH、O2は何molか?

 

p.153-2

 

みくるMEMO

水は2価。

 

 

 

鉛蓄電池

 

p.154-2

二次電池(蓄電池)…充電と放電ができる

起電力  2.1V

電池式  (−)Pb  ❘  H2SO❘  PbO2(+)

 

  放電させると、どちらの極も重くなる。

 

p.154-3

 

 

ダニエル電池やボルタの電池は放電中は負極が軽くなって、正極が重くなってたけど、鉛蓄電池の最も大切なことは、放電中はどっちも重くなることだよ。

不思議だね。

でも、電極が重くなる代わりに、電解液が軽くなるよ。

ちなみに充電中は全く逆反応が起きるだけだね。

 

 

半反応式の作り方

 

p.155-2

 

 

鉛蓄電池の半反応式を書くのはちょっと難しいから、このやり方をマスターするといいよ。

酸化還元のときと同じやり方だから、そんなに「無理〜。」ってわけじゃないね◎

 

 

実際に計算問題を解くときは…

 

p.156-2

 

p.156-3

 

 

これを踏まえて…さらに超速い…!

 

p.156-4

 

 

 

】鉛蓄電池を放電したとき、1A、96500秒通電したとしたら、両極と電解液の質量変化はそれぞれ何gか?

 

p.157-2

 

p.157-3

 

先生の計算方法だと、1molあたりの変化の重さと、価数を覚えておけば、あとはいつもと同じやり方でやれるから、速いし便利だよ。

 

 

p.158-2

  電極の並び方の違いに気を付けよう!

 

p.158-3

 

p.158-4

 

外部電源がある場合と、ない場合(鉛蓄電池などが接続されている場合)で、陽極、陰極の考え方が変わってくるから気をつけようね。

外部電源がない場合は、代わりの電池が必ずあるはずだから、それを外部電源とみなそうね。

 

 

】右下の図のような装置で電流を通電すると、電極Cから、気体が22.4L発生した。電極ABCDの生成する物質と電極ABDと左槽のH2SO4の質量変化はそれぞれ何gか?ただし、Aの電極はPb、Bの電極はPbO2、C・Dの電極はPtとする。

p.159-2

 

まず、各電極の+−を確認する。

左の槽は鉛蓄電池であり、AはPbなので―。BのPbO2の電極は+。

なので、電極Cは+、電極Dは−となる。

次に、生成する物質を考える。

電極A・BともPbSO4ができる。

 電極Cは+でハロゲンがないのでO2が発生。

電極Dは−でAgがあるのでAgが析出する。

電極Cで22.4L発生したということはO2は1mol

O2は4価なので   1×4=4F

電極DのAgは1価なので   4F÷1価=4mol

Agの原子量は108なので   108×4=432g

電極BのPbSO4は2価なので   4F÷2価=2mol

正極64gupより   64×2=128g増える

電極AのPbSO4も2価なので   4F÷2価=2mol

負極96gup より   96×2=192g増える

左槽のH2SO4は1価なので    4F÷1価=4mol

 電解液 80gdownより   80×4=320g減る

 

電極AはPbSO4が192g増える

電極BはPbSO4が128g増える

電極CはO2が発生する

電極DはAgが432g増える

左槽のH2SO4は320g減る

 

 

 

電池のまとめ

 

 一次電池…充電ができない電池

 二次電池…充電ができる電池(蓄電池)

 活物質…実際に電極で反応する物質

 

p.160-2

 

この表に書いてあることを完全に全部覚えなくても、内容をきちんと理解しておけばいいんだって。

 


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