【中学理科】イオン化傾向と化学電池の定期テスト重要問題まとめ

中学理科のイオン化傾向と化学電池は、定期テストで理解力の差が点数に直結しやすい重要単元です。
金属のイオンになりやすさ（イオン化傾向）を正しく理解していないと、どの金属が溶けるのか、どちらから電子が移動するのかといった問題で混乱してしまいます。

特に、
「イオン化傾向の順番が覚えられない」
「なぜ電流が流れるのか説明できない」
「化学電池とイオン化傾向の関係がわからない」
と感じる人は多いのではないでしょうか。

この記事では、定期テストに頻出する重要問題を中心に、

・イオン化傾向の基本と覚え方
・化学電池で電子が移動する理由
・記述問題やひっかけ問題の対策

を図のイメージと考え方を交えてわかりやすく整理します。
暗記に頼らず、「なぜそうなるのか」が理解できるテスト対策記事です。

【問題】イオン化傾向と化学電池の重要問題

図のように、発泡ポリスチレンの板に金属板Aと金属板Bを差し込み、うすい塩酸の中に入れた。この金属板に導線をつけ、電子オルゴールに接続し、電子オルゴールが鳴るか調べた。このとき使った金属板の組み合わせは下の通りである。次の各問いに答えなさい。

（1）実験１～実験４の組み合わせで、電子オルゴールが鳴るものはどれか。すべて選び実験番号で答えなさい。

（2）（1）の中で、最も大きな音で電子オルゴールが鳴ったものはどれか。実験番号で答えなさい。

（3）実験１～実験４で、電子オルゴールの音が鳴っているとき、金属板Aと金属板Bのどちらから泡が発生しているか。また、発生している泡は何という気体か。気体の名称を答えなさい。

（4）実験１～実験４で、電子オルゴールの音が鳴っているとき、電子は金属板Aと金属板Bのどちらからどちらに移動しているか。

（5）実験１～実験４の組み合わせで、電子オルゴールとの接続を逆にすると音が鳴るものはどれか。実験番号で答えなさい。

【解答・解説】イオン化傾向と化学電池の解答

（1）実験３、実験４
金属のイオン化傾向は、Mg＞Al＞Zn＞Fe＞Cuの順になります。マグネシウムが最もイオンになりやすく、銅がもっともイオンになりにくいです。イオン化傾向の異なる金属を電解質水溶液である塩酸に入れると、イオン化傾向の大きな金属が溶けてイオンになります。このとき、電子を放出します。放出された電子は導線を通り、もう一方の金属板にやってきます。この電子を水溶液中の水素イオンH⁺が受けとり、イオン化傾向の小さな金属からは水素が発生します。電子オルゴールは、電池の＋極と＋端子、電池の－極と－端子が接続されているときに音が鳴ります。

イオン化傾向

（2）実験４
イオン化傾向の差が大きな金属の組み合わせのとき、最も大きな電圧が生じます。したがって、MgとCuの組み合わせになります。

（3）金属板：B　気体：水素
イオン化傾向の大きな金属が溶けてイオンになり、イオン化傾向の小さな金属からは水素が発生します。電子オルゴールが鳴っている実験は３と４で、金属板Bの方に、イオン化傾向が小さい金属があります。

（4）金属板Aから金属板B
金属板Aがイオン化傾向が大きい金属で、金属が溶け電子を放出しています。

（5）実験２
実験２の金属でイオン化傾向が大きい金属は亜鉛、小さい金属は銅です。