酸化還元と電池・電気分解（知識）の問題

金属と水・酸との反応について述べた次の文章中の空欄 a・b に入る語句の組み合わせとして正しいものを、下のア〜オのうちから 1 つ選べ。

銅は水素よりもイオン化傾向が小さいので、希硫酸には溶けない。しかし、銅を熱濃硫酸に入れると、銅は溶けて気体 [ a ] が発生する。一方、マグネシウムは常温の水とはほとんど反応しないが、熱水とは反応して水酸化マグネシウムが生じ、気体 [ b ] が発生する。

酸化・還元は、酸素や水素のやりとりだけでなく、電子のやりとりや酸化数の変化によっても定義される。加熱したナトリウムを塩素の中に入れると、次の反応が起こって塩化ナトリウムが生じる。
$$2Na+\mathrm{C}{\mathrm{l}}_2⟶2NaCl$$
この反応について述べた次の文章中の空欄 a・b に入る語句の組み合わせとして正しいものを、下のア〜エのうちから 1 つ選べ。

この反応には酸素も水素もかかわっていないが、ナトリウム原子は電子を（ a ）ナトリウムイオン $\mathrm{N}{\mathrm{a}}^{+}$ になり、ナトリウム原子の酸化数は $0$ から $+1$ に変化する。したがって、ナトリウムは（ b ）されたといえる。

鉛蓄電池は、負極に鉛 $\mathrm{Pb}$、正極に酸化鉛(IV) $\mathrm{Pb}{\mathrm{O}}_2$、電解液に希硫酸を用いた二次電池である。鉛蓄電池について述べた次の文中の空欄 a・b に入る語句の組み合わせとして正しいものを、下のア〜カのうちから 1 つ選べ。

「鉛蓄電池を放電させると、（ a ）の表面に水に溶けにくい硫酸鉛(II) $\mathrm{PbS}{\mathrm{O}}_4$ が生じる。また、放電にともなって電解液の密度は（ b ）。」

• ア
• イ
• ウ
• エ
• オ
• カ

塩化ナトリウム水溶液を炭素電極で電気分解すると、陰極ではナトリウムは析出せず、水が還元されて水素が発生する。そこで、ナトリウムやアルミニウムのようにイオン化傾向の大きい金属の単体を得るときには、その金属の塩化物や酸化物を高温にして液体にし、水を含まない状態で電気分解する。このとき、例えば塩化ナトリウムでは陰極で $\mathrm{N}{\mathrm{a}}^{+}+{\mathrm{e}}^{-}\to \mathrm{Na}$ の反応が起こり、ナトリウムの単体が得られる。

このように、塩や酸化物を加熱して液体にしたものを電気分解する方法を何というか。

ナトリウムやアルミニウムのようにイオン化傾向の大きい金属の単体を、電気分解によって得る方法について述べた文として正しいものを、次のア〜エから 1 つ選べ。

• ア　塩化ナトリウム水溶液を、炭素電極を用いて電気分解すると、陰極にナトリウムの単体が析出する。
• イ　塩化ナトリウムを加熱して融解させ、炭素電極を用いて電気分解すると、陰極にナトリウムの単体が生じる。
• ウ　アルミニウムの製造では、酸化アルミニウムに氷晶石を加えて、酸化アルミニウムの融解温度を高くしてから電気分解する。
• エ　アルミニウムの製造で、融解した酸化アルミニウムを電気分解すると、アルミニウムの単体は陽極に生じる。