酸化還元と電池・電気分解（知識）の問題
鉄はさびやすいので、鉄板の表面を別の金属でめっきして用いることが多い。そのような例として、トタンとブリキがある。トタンとブリキ、およびそれらの表面に傷がついて内部の鉄が露出し、水にぬれたときに起こることに関する記述として最も適当なものを、次のア〜オのうちから 1 つ選べ。
- ア ブリキでは、スズが鉄よりもイオン化傾向が大きいので、スズが先に酸化され、露出した鉄はさびにくい。
- イ トタンでは、亜鉛が鉄よりもイオン化傾向が小さいので、露出した鉄が先に酸化され、鉄はさびやすくなる。
- ウ トタンでは、亜鉛が鉄よりもイオン化傾向が大きいので、亜鉛が先に酸化され、露出した鉄はさびにくい。
- エ ブリキでは、露出した鉄が電子を受け取って還元されるので、鉄はスズよりも先にさびることはない。
- オ トタンは鉄の表面をスズでめっきしたものであり、ブリキは鉄の表面を亜鉛でめっきしたものである。
この問題で使うもの
- 金属のさびとめっき（説明と入口の問題）
- 金属のイオン化傾向と水・酸との反応（説明と入口の問題）
この問題を解けるようになるまで（12 技能）
読み込み中…
右端（太枠）がこの問題で使う技能です。左へドラッグすると、さらに前の前提をさかのぼれます。技能を押すと、そこまでの道筋が光ります。
ヒント
行き詰まったら、上から順に 1 つずつ開いてください。
ヒント 1
トタンとブリキがそれぞれ何の金属で鉄をめっきしたものかと、金属のイオン化傾向の大小を思い出そう。
ヒント 2
2 種類の金属が接して水にぬれると、イオン化傾向の大きい金属のほうが電子を失って陽イオンになる（酸化される）。イオン化傾向は の順である。
ヒント 3
オはめっきの金属の組み合わせ、エは酸化・還元の向き、ア・イはイオン化傾向の大小を確かめよう。ア・イのうちイオン化傾向の大小が正しいものはなく、残る選択肢のうち、トタンについて述べたものを検討するとよい。
答えと解説
答えを見る
ウ
どこでつまずきましたか？（選ぶと、戻る場所を案内します）
解説を読む
トタンは鉄の表面を亜鉛 でめっきしたもの、ブリキは鉄の表面をスズ でめっきしたものである。イオン化傾向は の順である。
表面に傷がついて鉄が露出し、水にぬれると、2 種類の金属が接した状態になり、イオン化傾向の大きい金属のほうが電子を失って陽イオンになる（酸化される）。
- トタンでは、亜鉛のほうがイオン化傾向が大きいので、亜鉛が先に酸化されて になり、鉄は酸化されにくい。したがって、傷がついても鉄はさびにくい。よって ウ が正しい。
- ブリキでは、鉄のほうがイオン化傾向が大きいので、露出した鉄が先に酸化されて になる。そのため、傷がつくとかえって鉄がさびやすくなる。ブリキは、傷がつかなければスズが鉄を保護するので、缶詰の缶などに使われる。
各選択肢の検討:
- ア 誤り。スズは鉄よりもイオン化傾向が小さい。そのため傷がつくと鉄が先に酸化される。
- イ 誤り。亜鉛は鉄よりもイオン化傾向が大きい。そのため亜鉛が先に酸化され、鉄はさびにくい。
- ウ 正しい。
- エ 誤り。鉄が陽イオンになるとき、鉄は電子を失って酸化される。ブリキでは鉄のほうがイオン化傾向が大きいので、鉄がスズより先に酸化される。
- オ 誤り。トタンとブリキのめっきの金属が逆である。トタンは亜鉛めっき、ブリキはスズめっきである。
別解
トタンは鉄に亜鉛をめっきしたもの、ブリキは鉄にスズをめっきしたものである。イオン化傾向は Zn > Fe > Sn。傷がついて鉄が露出し水にぬれると局部電池ができ、イオン化傾向の大きい金属が先に酸化される(負極になる)。選択肢の確認: ア: ブリキではスズは鉄よりイオン化傾向が小さいので、鉄が先に酸化される。スズが先に酸化されるという記述は誤り。イ: トタンでは亜鉛は鉄よりイオン化傾向が大きい。「小さい」は誤り。ウ: トタンでは亜鉛が鉄よりイオン化傾向が大きいので、亜鉛が先に酸化されて溶け、露出した鉄はさびにくい。正しい。エ: ブリキでは傷がつくと、イオン化傾向の大きい鉄が先に酸化(さび)されるので、「鉄はスズよりも先にさびることはない」は誤り。オ: トタンは亜鉛めっき、ブリキはスズめっきで、記述は逆。誤り。確かめ: 正しいのはウのみで、問いの「1 つ選べ」に整合する。答えはウ。