こんばんは！

眼鏡Pです。
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では、2025年群馬県公立高校入試問題の過去問の理科を「かいせつ」していきます。

理科
4⃣

理科 大問4〜5 問題・解答・詳細解説

大問4〔化学変化とイオン，エネルギー〕

(1) 電池の種類とエネルギー変換

【問題】

① 次の文は、燃料電池におけるエネルギーの移り変わりについて説明したものである。文中の [ a ]、[ b ] に当てはまる語として最も適切なものを、後のア〜エからそれぞれ選びなさい。

燃料電池は、
[ a ] エネルギーを [ b ] エネルギーに変える装置である。

ア: 電気
イ: 運動
ウ: 化学 エ: 位置

② 身の回りにある電池のうち、二次電池であるものを、次のア〜エから全て選びなさい。

• ア: アルカリ乾電池
  
• イ: ニッケル水素電池
  
• ウ: リチウム電池
  
• エ: リチウムイオン電池

【解答】

• ① a: ウ、b: ア
  
• ② イ、エ

【詳細解説】

• ① 燃料電池は、水素と酸素が化合する化学変化を利用して電気を取り出す装置です。物質自身が持つ化学エネルギーを直接電気エネルギーへ変換します。
  
• ② 電池の分類：
  
  • 一次電池（使い切り）: 充電できず、放電しきると使えなくなる電池（アルカリ乾電池、マンガン乾電池、リチウム電池など）。
    
  • 二次電池（蓄電池）: 外部から電流を流すことで充電し、繰り返し使える電池（ニッケル水素電池、リチウムイオン電池、鉛蓄電池など）。 したがって、二次電池は イ、エ です。

(2) 実験の確認方法

【問題】

下線部(あ)「燃料電池の反応が起こらなくなったことを確認してから」について、反応が起こらなくなったことを判断するためには、どのようなことを確認すればよいか、簡潔に書きなさい。

【解答例】

電子オルゴールが鳴らなくなったこと。

【詳細解説】

燃料電池の反応が進んでいる間は電流が流れ続け、接続された電子オルゴールが鳴り続けます。反応が終了すると（水素などの反応物質が消費し尽くされると）電流が流れなくなるため、「電子オルゴールの音が止まった（鳴らなくなった）」ことで反応の停止を確認できます。

(3) 燃料電池の化学反応式

【問題】

図Ⅲを参考にして、燃料電池全体で起こる化学反応を、化学式を用いて、1つの化学反応式で書きなさい。

【解答】

2H2 ＋ O2 → 2H2O

【詳細解説】

図Ⅲより各極の反応は次のようになります。

• マイナス極: 水素分子から電子が放出され、水素イオンになる。
  2H2 → 4H(+) ＋ 4e(-)
  
• プラス極: 酸素分子が水素イオン・電子と結合して水になる。
  O2 ＋ 4H(+) ＋ 4e(-) → 2H2O
  
• 全体: 2つの式を合わせるとイオンと電子が相殺され、水の電気分解の逆反応である 2H2 ＋ O2 → 2H2O となります。

以上になります。
※かいせつの際に少しでも分かりやすくするため、チャットGTPやWikipediaなど、さまざまなサイトやITのお力を利用し、参考にさせていただいています！

本日もご覧くださり、ありがとうございました！

2025年群馬県公立高校入試問題の過去問の理科でした。次回からはこの続きを「かいせつ」していきます。

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