《機械》〈電気化学〉[H28:問12]電池に関する論説問題

【問題】

【難易度】★★★☆☆(普通)

電池に関する記述として,誤っているものと次の(1)~(5)のうちから一つ選べ。

(1) 充電によって繰り返し使える電池は二次電池と呼ばれている。

(2) 電池の充放電時に起こる化学反応において,イオンは電解液の中を移動し,電子は外部回路を移動する。

(3) 電池の放電時には正極では還元反応が,負極では酸化反応が起こっている。

(4) 出力インピーダンスの大きな電池ほど大きな電流を出力できる。

(5) 電池の正極と負極の物質のイオン化傾向の差が大きいほど開放電圧が高い。

【ワンポイント解説】

近年の充電池の開発の流れから,電池の問題も出題される傾向にあります。本問の内容も理解しておくようにしておきましょう。

1.電池の仕組み
図1に電池の概要を示します。(正確にいうとイオンは陽イオンのみではありません。ここでは分かりやすい例としています。)電池の正極では流れてきた電子と電解液の陽イオンが結びつく還元反応,負極では電子を放出する酸化反応が起きています。

2.イオン化傾向
イオン化傾向とは,一言でいうと金属のイオンのなりやすさです。イオン化傾向が大きい金属は負極,小さい金属は正極に使用されます。
大きい方から順に,\(\mathrm {K}\),\(\mathrm {Ca}\),\(\mathrm {Na}\),\(\mathrm {Mg}\),\(\mathrm {Al}\),\(\mathrm {Zn}\),\(\mathrm {Fe}\),\(\mathrm {Ni}\),\(\mathrm {Sn}\),\(\mathrm {Pb}\),\(\mathrm {( H )}\),\(\mathrm {Cu}\),\(\mathrm {Hg}\),\(\mathrm {Ag}\),\(\mathrm {Pt}\),\(\mathrm {Au}\)となります。(覚え方:かそうかな,まああてにすな,ひどすきるしゃっきん)

【解答】

解答:(4)
出力インピーダンスは電池の内部抵抗であるため,小さければ小さいほど大きな電流を出力できます。