電池とイオン

{
"meta": {
"grade": "中学3年",
"field": "化学変化とイオン",
"level": "中単元テスト",
"unit": "電池とイオン",
"description": ""
},
"questions": [
{
"type": "choice",
"label": "イオン化傾向",
"question": "マグネシウム、亜鉛、銅のうち、最も陽イオンになりやすい金属はどれか。",
"choices": [
"マグネシウム",
"亜鉛",
"銅",
"三種類とも同程度"
],
"hint": "金属の反応性の順を考えます。 関係する粒子や現象も整理して考えます。",
"explanation": "この3種類ではマグネシウムが最も陽イオンになりやすい。",
"id": "1"
},
{
"type": "choice",
"label": "金属の置換",
"question": "硫酸銅水溶液に亜鉛板を入れると銅が析出した。最も適切な説明はどれか。",
"choices": [
"亜鉛が電子を放出し、銅イオンが受け取った",
"銅が電子を放出し、亜鉛イオンが受け取った",
"亜鉛と銅がともに電子を受け取った",
"硫酸イオンが電子を放出して銅になった"
],
"hint": "電子を渡す金属と受け取るイオンを考えます。",
"explanation": "亜鉛はZn²⁺になり、Cu²⁺は電子を受け取り銅になる。",
"id": "2"
},
{
"type": "choice",
"label": "電池の条件",
"question": "二種類の金属を電解質水溶液に入れ、導線でつないだ。電流を取り出すために重要な条件はどれか。",
"choices": [
"金属のイオンへのなりやすさが異なる",
"二つの金属の種類が同じ",
"水溶液が非電解質である",
"二つの金属が接触しない"
],
"hint": "電子を放出しやすさの差に注目します。 関係する粒子や現象も整理して考えます。",
"explanation": "金属のイオンへのなりやすさの差が電子の移動を生む。",
"id": "3"
},
{
"type": "choice",
"label": "負極の変化",
"question": "亜鉛板と銅板を用いた電池で、負極の亜鉛板に起こる変化はどれか。",
"choices": [
"Zn → Zn²⁺ + 2e⁻",
"Zn²⁺ + 2e⁻ → Zn",
"Cu → Cu²⁺ + 2e⁻",
"Cu²⁺ + 2e⁻ → Cu"
],
"hint": "負極では電子が生じます。 関係する粒子や現象も整理して考えます。",
"explanation": "亜鉛原子は電子を放出して亜鉛イオンになる。",
"id": "4"
},
{
"type": "choice",
"label": "ダニエル電池",
"question": "ダニエル電池で銅板側の水溶液に含まれ、銅板で電子を受け取るイオンはどれか。",
"choices": [
"銅イオン",
"亜鉛イオン",
"水素イオン",
"硫酸イオン"
],
"hint": "正極の質量変化と結びつけます。 関係する粒子や現象も整理して考えます。",
"explanation": "Cu²⁺が電子を受け取り、銅板上に銅として析出する。",
"id": "5"
},
{
"type": "choice",
"label": "セロハン膜",
"question": "ダニエル電池で二つの水溶液を隔てる膜の主な役割はどれか。",
"choices": [
"溶液の急な混合を防ぎつつイオンを通す",
"電子だけを通してイオンを止める",
"亜鉛板と銅板を直接つなぐ",
"水溶液を完全に電気的に絶縁する"
],
"hint": "電荷の偏りを防ぐしくみを考えます。 関係する粒子や現象も整理して考えます。",
"explanation": "膜は急な混合を抑え、イオンの移動を可能にする。",
"id": "6"
},
{
"type": "choice",
"label": "二次電池",
"question": "充電によって繰り返し使用できる電池はどれか。",
"choices": [
"二次電池",
"一次電池",
"燃料電池",
"光電池"
],
"hint": "化学変化を逆向きに進められるか考えます。",
"explanation": "二次電池は充電により繰り返し利用できる。",
"id": "7"
},
{
"type": "choice",
"label": "電池の反応",
"question": "亜鉛と銅を使う電池について正しいものをすべて選びなさい。",
"choices": [
"亜鉛極で電子が生じる",
"電子は導線を亜鉛極から銅極へ流れる",
"銅極で銅原子が電子を放出する",
"亜鉛極で亜鉛イオンが電子を受け取る"
],
"hint": "電子の発生場所と導線中の向きを考えます。",
"explanation": "亜鉛が電子を放出し、その電子が銅極側へ流れる。",
"multiple": true,
"correctCount": 2,
"id": "8"
},
{
"type": "choice",
"label": "ダニエル電池",
"question": "ダニエル電池の放電中に起こる変化をすべて選びなさい。",
"choices": [
"亜鉛板の質量が減る",
"銅板の質量が増える",
"亜鉛イオンが亜鉛板に析出する",
"銅板が銅イオンになって溶ける"
],
"hint": "各電極のイオン反応を考えます。 関係する粒子や現象も整理して考えます。",
"explanation": "亜鉛は溶け、銅イオンは銅板に析出する。 この関係が基本となる。",
"multiple": true,
"correctCount": 2,
"id": "9"
},
{
"type": "choice",
"label": "電池の利用",
"question": "電池の説明として正しいものをすべて選びなさい。",
"choices": [
"化学エネルギーを電気エネルギーへ変換する",
"燃料電池では反応物を外部から供給できる",
"一次電池は充電して繰り返し使う",
"二次電池は放電後に必ず廃棄する"
],
"hint": "エネルギー変換と利用方法を比べます。 関係する粒子や現象も整理して考えます。",
"explanation": "電池は化学変化を利用し、燃料電池は反応物を供給する。",
"multiple": true,
"correctCount": 2,
"id": "10"
},
{
"type": "sentenceOrder",
"label": "イオン化傾向",
"question": "「イオン化傾向」について、語句を並べて文章を完成させなさい。",
"text": "金属が陽イオンになりやすいほど電子を{blank}しやすく、電池ではその金属が{blank}となり、導線へ{blank}を送り出す。",
"words": [
"放出",
"負極",
"電子"
],
"hint": "金属の変化と極の関係を考えます。 関係する粒子や現象も整理して考えます。",
"explanation": "陽イオンになりやすい金属が負極となり電子を放出する。",
"id": "11"
},
{
"type": "sentenceOrder",
"label": "亜鉛と銅",
"question": "「亜鉛と銅」について、語句を並べて文章を完成させなさい。",
"text": "亜鉛と銅を用いた電池では、{blank}が亜鉛イオンになり、放出された電子は導線を通って{blank}へ移動するため、亜鉛板が{blank}となる。",
"words": [
"亜鉛原子",
"銅板",
"負極"
],
"hint": "金属原子と電子の動きを追います。 関係する粒子や現象も整理して考えます。",
"explanation": "亜鉛板が負極となり、電子は銅板側へ流れる。",
"id": "12"
},
{
"type": "sentenceOrder",
"label": "ダニエル電池",
"question": "「ダニエル電池」について、語句を並べて文章を完成させなさい。",
"text": "ダニエル電池では、亜鉛板で{blank}が増え、銅板では{blank}が電子を受け取って{blank}として析出する。",
"words": [
"亜鉛イオン",
"銅イオン",
"銅"
],
"hint": "両極の水溶液中の粒子を比べます。 関係する粒子や現象も整理して考えます。",
"explanation": "負極でZn²⁺が生じ、正極でCu²⁺が銅になる。",
"id": "13"
},
{
"type": "sentenceOrder",
"label": "電池の分類",
"question": "「電池の分類」について、語句を並べて文章を完成させなさい。",
"text": "使い切りを{blank}、充電できるものを{blank}、水素と酸素の反応を利用するものを{blank}という。",
"words": [
"一次電池",
"二次電池",
"燃料電池"
],
"hint": "使用法と反応物で分類します。 関係する粒子や現象も整理して考えます。",
"explanation": "電池は利用法や反応のしくみによって分類される。",
"id": "14"
},
{
"type": "order",
"label": "置換反応",
"question": "亜鉛板を硫酸銅水溶液に入れたときの粒子の変化を順に並べなさい。",
"items": [
"亜鉛原子が電子を放出する。",
"亜鉛イオンが水溶液中へ出る。",
"銅イオンが電子を受け取る。",
"銅原子が亜鉛板上に析出する。"
],
"hint": "電子を渡す側から受け取る側へ追います。 関係する粒子や現象も整理して考えます。",
"explanation": "亜鉛から銅イオンへ電子が移動し、銅が析出する。",
"id": "15"
},
{
"type": "order",
"label": "電池の組立",
"question": "簡単な電池をつくって電流を確かめる手順を並べなさい。",
"items": [
"電解質水溶液を用意する。",
"異なる二種類の金属板を水溶液に入れる。",
"金属板を導線で検流計につなぐ。",
"針の振れから電流の向きを確かめる。"
],
"hint": "材料の準備から測定へ進めます。 関係する粒子や現象も整理して考えます。",
"explanation": "電解質と異種金属を組み合わせ、外部回路で電流を調べる。",
"id": "16"
},
{
"type": "order",
"label": "ダニエル電池",
"question": "ダニエル電池で電子が移動して銅が析出するまでを並べなさい。",
"items": [
"亜鉛原子が電子を放出する。",
"電子が導線を通って銅板へ移動する。",
"銅イオンが銅板で電子を受け取る。",
"銅原子が銅板に析出する。"
],
"hint": "負極から正極まで電子を追います。 関係する粒子や現象も整理して考えます。",
"explanation": "亜鉛が放出した電子により、銅イオンが銅になる。",
"id": "17"
},
{
"type": "match",
"label": "金属と変化",
"question": "電池の放電中の変化を電極ごとに分類しなさい。",
"groups": [
{
"name": "亜鉛板",
"items": [
"負極になる",
"質量が減る",
"電子を放出する"
] },
{
"name": "銅板",
"items": [
"正極になる",
"質量が増える",
"電子を受け取らせる場になる"
] }
],
"hint": "両極の質量と電子の流れを比べます。 関係する粒子や現象も整理して考えます。",
"explanation": "亜鉛は溶け、銅イオンは銅板上に析出する。",
"id": "18"
},
{
"type": "match",
"label": "電池の分類",
"question": "電池を利用方法で分類しなさい。",
"groups": [
{
"name": "一次電池",
"items": [
"マンガン乾電池",
"アルカリ乾電池"
] },
{
"name": "二次電池",
"items": [
"鉛蓄電池",
"リチウムイオン電池"
] },
{
"name": "燃料電池",
"items": [
"水素と酸素を供給して発電する電池"
] }
],
"hint": "充電の可否と反応物の供給に注目します。 関係する粒子や現象も整理して考えます。",
"explanation": "使い切り、充電式、燃料供給式に分類できる。",
"id": "19"
},
{
"type": "match",
"label": "反応の役割",
"question": "粒子や物質を電池での役割に分類しなさい。",
"groups": [
{
"name": "電子を放出する側",
"items": [
"亜鉛原子",
"マグネシウム原子"
] },
{
"name": "電子を受け取る側",
"items": [
"銅イオン",
"水素イオン"
] }
],
"hint": "原子と陽イオンの変化を区別します。 関係する粒子や現象も整理して考えます。",
"explanation": "陽イオンになりやすい金属は電子を放出し、相手の陽イオンが受け取る。",
"id": "20"
}
] }