問1

【】に当てはまる用語を答えよ。

鉛蓄電池では、負極に【1】板、正極に【2】板、電解質に【3】水溶液を用いる。
両極板をつなぎ放電をすると、負極では【1】の【4(酸化or還元)】反応が、正極では【2】の【5(酸化or還元)】反応が起こる。
【問1】解答/解説:タップで表示
解答:【1】鉛Pb【2】酸化鉛PbO2【3】希硫酸H2SO4【4】酸化【5】還元

鉛蓄電池とは、鉛Pbと酸化鉛(Ⅳ)PbO2を希硫酸H2SO4に浸した電池である。

負極ではPbが電子eを失っているので酸化反応、正極ではPbO2がeを受け取っているので還元反応が起きている。

※酸化反応・還元反応について詳しくは酸化・還元の定義〜水素・酸素・電子の3パターン〜を参照

※鉛蓄電池について詳しくは鉛蓄電池を攻略!仕組み・原理から各極の反応式、計算問題の解き方まで!を参照

問2

【】に当てはまる用語を答えよ。

鉛蓄電池の放電時には、負極では【1】が酸化されて【2】が生じ、正極では【3】が還元されて【2】が生じる。
【2】は電解質中の【4】とくっついて【5】を生成するため、鉛蓄電池は放電が進行すると両極に【5】が析出して電極が覆われる。
電解質中の【4】は減少していくため電池の起電力は徐々に【6(増加or低下)】する。
【問2】解答/解説:タップで表示
解答:【1】鉛Pb【2】Pb2+【3】酸化鉛PbO2【4】SO42-【5】PbSO4【6】低下

※鉛蓄電池について詳しくは鉛蓄電池を攻略!仕組み・原理から各極の反応式、計算問題の解き方まで!を参照

問3

鉛蓄電池の正極・負極・全体における反応式を書け。
【問3】解答/解説:タップで表示
解答:【負極】Pb + SO42- → PbSO4 + 2e【正極】PbO2 + 4H+ + SO42- + 2e → PbSO4 + 2H2O【全体】Pb + PbO2 + 2H2SO4 → 2PbSO4 + 2H2O

鉛蓄電池の負極・正極・全体における反応式は次の通り。

負極での反応
鉛蓄電池の負極では、Pb板が溶けてPb2+が発生する。

\[
\mathrm{ Pb → Pb^{2+} + 2e^{-} }
\]

Pb2+は溶液中のSO42-と反応するので、両辺にSO42-を足すと…

\[
\mathrm{ Pb + SO_{4}^{2-} → PbSO_{4} + 2e^{-} }
\]

これが、鉛蓄電池の負極の反応式である。

正極での反応
鉛蓄電池の正極では、PbO2板が、負極から流れてきたeを受け取る。

\[
\mathrm{ PbO_{2} + 4H^{+} + 2e^{-} → Pb^{2+} + 2H_{2}O }
\]

負極同様、Pb2+は溶液中のSO42-と反応するので、両辺にSO42-を足すと…

\[
\mathrm{ PbO_{2} + 4H^{+} + SO_{4}^{2-} + 2e^{-} → PbSO_{4} + 2H_{2}O }
\]

これが、鉛蓄電池の正極の反応式である。

全体の反応
鉛蓄電池全体の反応式は、負極・正極の反応式を元に作ることができる。

※鉛蓄電池について詳しくは鉛蓄電池を攻略!仕組み・原理から各極の反応式、計算問題の解き方まで!を参照

問4

【】に当てはまる用語を答えよ。

鉛蓄電池は、放電時と逆向きに電流を流して【1】を行うことで起電力が回復し再利用できる。
このような【1】可能な電池のことを【2】電池という。
【問4】解答/解説:タップで表示
解答:【1】充電【2】二次

電子を負極から正極に流して電流を発生させることを放電、それとは逆向きに電子を流すことを充電という。

また、充電を行って繰り返し使用できる電池を2次電池、一回しか使うことができない電池を1次電池という。

鉛蓄電池は「2次電池」なので充電可能である。

※鉛蓄電池について詳しくは鉛蓄電池を攻略!仕組み・原理から各極の反応式、計算問題の解き方まで!を参照


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著者プロフィール

・化学のグルメ運営代表
・高校化学講師
・薬剤師
・デザイナー/イラストレーター

数百名の個別指導経験あり(過去生徒合格実績:東京大・京都大・東工大・東北大・筑波大・千葉大・早稲田大・慶應義塾大・東京理科大・上智大・明治大など)
2014年よりwebメディア『化学のグルメ』を運営
公式オンラインストアで販売中の理論化学ドリルシリーズ・有機化学ドリル等を執筆

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