酸化還元と電池・電気分解(知識)の問題
金属のさびと、さびを防ぐ方法について述べた文として正しいものを、次のア〜オからすべて選べ。
- ア 鉄が空気中でさびる変化では、鉄は酸化されている。
- イ トタンは、鉄の表面をスズでめっきしたものである。
- ウ トタンの表面に傷がついて内部の鉄が露出しても、鉄より先に亜鉛が酸化されるので、鉄はさびにくい。
- エ ブリキの表面に傷がついて内部の鉄が露出すると、鉄より先にスズが酸化されるので、鉄はさびにくい。
- オ 鉄の表面を塗装すると、鉄が空気中の酸素や水にふれにくくなるので、さびを防ぐことができる。
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)
この問題を解けるようになるまで(12 技能)
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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
技能「金属のさびとめっき」を使います。さびがどんな化学変化か、トタン・ブリキがそれぞれ何の金属でめっきしたものかを思い出しましょう。
ヒント 2
トタンは亜鉛、ブリキはスズのめっきです。傷がついて 2 つの金属が露出したときは、イオン化傾向の大きいほうが先に酸化されます。イオン化列では の順です。
ヒント 3
イはめっきに使う金属が入れかわっているので誤りです。ウとエでは、亜鉛と鉄、スズと鉄のどちらのイオン化傾向が大きいかを比べ、どちらの文が正しいかを判断しましょう。アとオも、さびの正体と塗装のはたらきから正誤を確かめましょう。
答えと解説
答えを見る
ア, ウ, オ
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解説を読む
技能「金属のさびとめっき」を使います。ポイントは次の 3 つです。
1. さびは、金属が空気中の酸素や水と反応してできる酸化物などで、金属が電子を失う(酸化される)変化である。
2. トタンは鉄に亜鉛 を、ブリキは鉄にスズ をめっきしたものである。
3. 傷がついて 2 種類の金属が両方とも露出したときは、イオン化傾向の大きい金属のほうが先に酸化される。イオン化列の一部は の順である。
これを使って、選択肢を 1 つずつ確かめます。
- ア 正しい。鉄がさびるとき、鉄は のように電子を失い、酸素と結びついて酸化物などになる。酸素と結びつき、電子を失っているので、鉄は酸化されている。
- イ 誤り。トタンは鉄の表面を亜鉛でめっきしたものである。鉄の表面をスズでめっきしたものはブリキである。
- ウ 正しい。亜鉛のイオン化傾向は鉄より大きい()。そのため、傷がついて鉄と亜鉛が両方露出しても、亜鉛のほうが先に酸化され()、鉄は酸化されにくい。このように、自分が代わりに酸化されて鉄を守る金属を犠牲金属という。
- エ 誤り。スズのイオン化傾向は鉄より小さい()。そのため、傷がついて鉄とスズが両方露出すると、鉄のほうが先に酸化され、鉄はかえってさびやすくなる。ブリキは傷がつかないうちは、イオン化傾向の小さいスズが表面をおおって鉄を守っている。
- オ 正しい。塗装(ペンキを塗るなど)によって鉄の表面をおおうと、さびの原因になる酸素や水が鉄にふれにくくなるので、さびを防ぐことができる。
よって、正しいものはア、ウ、オである。
別解
ア: 鉄がさびるとき Fe は電子を失い酸化される。正しい。
イ: トタンは鉄に亜鉛をめっきしたもの(スズをめっきしたものはブリキ)。誤り。
ウ: 亜鉛は鉄よりイオン化傾向が大きいので、傷がついて鉄が露出しても亜鉛が先に酸化され、鉄はさびにくい。正しい。
エ: スズは鉄よりイオン化傾向が小さいので、傷がつくと鉄のほうが先に酸化されてさびが進む。誤り。
オ: 塗装は鉄が酸素や水にふれるのを防ぐ。正しい。
よってア、ウ、オ。