{
  "api_version": "v1",
  "publisher": {
    "name": "Manazoo",
    "url": "https://manazoo.com/"
  },
  "license": "All rights reserved（AI の参照・要約と出典リンクつきの引用は可。転載・再配布・販売は不可）",
  "terms_url": "https://manazoo.com/terms/",
  "disclaimer": "単元の並びは学習指導要領に沿って作り、年号や人物などの事実は公開データと照らし合わせています。誤りに気づいたら意見箱からお知らせください。確かめて直します。テストや受験の前には、教科書や先生の説明もあわせて確認してください。",
  "attribution": "事実データの一部は Wikidata（CC0）による。単元の構成は文部科学省「小学校学習指導要領」「中学校学習指導要領」「高等学校学習指導要領」（政府標準利用規約2.0）。",
  "kind": "quiz",
  "unit": {
    "slug": "batteries-and-electrolysis",
    "title": "電池と電気分解",
    "url": "https://manazoo.com/high/chemistry/batteries-and-electrolysis/"
  },
  "canonical_url": "https://manazoo.com/high/chemistry/batteries-and-electrolysis/quiz/",
  "questions": [
    {
      "id": "q-battery-emf-and-ionization-gap",
      "type": "choice",
      "prompt": "電池の負極と正極に使う2種類の金属のイオン化傾向の差が大きいほど、起電力はどうなる傾向があるか。",
      "choices": [
        "小さくなる傾向がある",
        "電流の向きだけが変わる",
        "大きくなる傾向がある",
        "0になる"
      ],
      "answer": 2,
      "accept": [],
      "explanation": "イオン化傾向の差が大きいほど、酸化されやすさ・還元されやすさの差も大きく、起電力は大きくなる傾向がある。",
      "entities": [
        "battery-electromotive-force-and-redox"
      ],
      "verified": true,
      "placeholder": false
    },
    {
      "id": "q-battery-negative-electrode-general-form",
      "type": "choice",
      "prompt": "電子をn個放して金属Mがn価の陽イオンになる、負極の反応を正しく表した式はどれか。",
      "choices": [
        "Mⁿ⁺ → M＋ne⁻",
        "M＋ne⁻ → Mⁿ⁺",
        "M → Mⁿ⁺＋ne⁻",
        "M＋Mⁿ⁺ → ne⁻"
      ],
      "answer": 2,
      "accept": [],
      "explanation": "負極では金属Mが電子ne⁻を放してn価の陽イオンMⁿ⁺になる。M → Mⁿ⁺＋ne⁻と表す。",
      "entities": [
        "battery-electromotive-force-and-redox"
      ],
      "verified": true,
      "placeholder": false
    },
    {
      "id": "q-battery-negative-electrode-reaction-type",
      "type": "choice",
      "prompt": "電池の負極で起こる変化はどれか。",
      "choices": [
        "昇華",
        "中和",
        "還元（電子を受け取る）",
        "酸化（電子を放す）"
      ],
      "answer": 3,
      "accept": [],
      "explanation": "負極では、物質が電子を放す酸化が起こる。",
      "entities": [
        "battery-electromotive-force-and-redox"
      ],
      "verified": true,
      "placeholder": false
    },
    {
      "id": "q-battery-positive-electrode-reaction-type",
      "type": "choice",
      "prompt": "電池の正極で起こる変化はどれか。",
      "choices": [
        "還元（電子を受け取る）",
        "凝固",
        "中和",
        "酸化（電子を放す）"
      ],
      "answer": 0,
      "accept": [],
      "explanation": "正極では、物質が電子を受け取る還元が起こる。",
      "entities": [
        "battery-electromotive-force-and-redox"
      ],
      "verified": true,
      "placeholder": false
    },
    {
      "id": "q-chlor-alkali-sodium-ion-membrane-direction",
      "type": "choice",
      "prompt": "水酸化ナトリウムのイオン交換膜法で、ナトリウムイオンは陽イオン交換膜をどちら向きに通るか。",
      "choices": [
        "両方向に同じだけ",
        "陽極側から陰極側へ",
        "膜を通らない",
        "陰極側から陽極側へ"
      ],
      "answer": 1,
      "accept": [],
      "explanation": "ナトリウムイオンは陽極側から陽イオン交換膜を通って陰極側へ移動し、陰極側で水酸化ナトリウムが濃縮される。",
      "entities": [
        "faradays-law-and-industrial-electrolysis"
      ],
      "verified": true,
      "placeholder": false
    },
    {
      "id": "q-copper-refining-anode-sludge-metals",
      "type": "choice",
      "prompt": "銅の電解精錬で、陽極の下に陽極泥として沈むのはどのような金属か。",
      "choices": [
        "銅よりイオン化傾向が大きい金属",
        "すべての金属",
        "陰極に使われている金属",
        "銅よりイオン化傾向が小さい金属（銀・金など）"
      ],
      "answer": 3,
      "accept": [],
      "explanation": "銅よりイオン化傾向が小さい銀や金などは溶けずに陽極の下に沈み、陽極泥として回収される。",
      "entities": [
        "faradays-law-and-industrial-electrolysis"
      ],
      "verified": true,
      "placeholder": false
    },
    {
      "id": "q-electrolysis-cuso4-anode-reaction",
      "type": "choice",
      "prompt": "白金電極を使って硫酸銅(Ⅱ)水溶液を電気分解したとき、陽極で起こる反応はどれか。",
      "choices": [
        "2H₂O → O₂ ＋ 4H⁺ ＋ 4e⁻",
        "SO₄²⁻ → SO₄ ＋ 2e⁻",
        "Cu²⁺ ＋ 2e⁻ → Cu",
        "2H₂O ＋ 2e⁻ → H₂ ＋ 2OH⁻"
      ],
      "answer": 0,
      "accept": [],
      "explanation": "白金は不活性電極で、SO₄²⁻は酸化されにくいため、陽極では水が酸化されて酸素が発生する。",
      "entities": [
        "electrode-reaction-rules-in-electrolysis"
      ],
      "verified": true,
      "placeholder": false
    },
    {
      "id": "q-electrolysis-cuso4-cathode-reaction",
      "type": "choice",
      "prompt": "白金電極を使って硫酸銅(Ⅱ)水溶液を電気分解したとき、陰極で起こる反応はどれか。",
      "choices": [
        "Cu²⁺ ＋ 2e⁻ → Cu",
        "2H₂O ＋ 2e⁻ → H₂ ＋ 2OH⁻",
        "2H₂O → O₂ ＋ 4H⁺ ＋ 4e⁻",
        "Cu → Cu²⁺ ＋ 2e⁻"
      ],
      "answer": 0,
      "accept": [],
      "explanation": "陰極では、イオン化傾向が小さいCu²⁺が水より優先して還元され、銅が付着する。",
      "entities": [
        "electrode-reaction-rules-in-electrolysis"
      ],
      "verified": true,
      "placeholder": false
    },
    {
      "id": "q-electrolysis-naoh-cathode-product",
      "type": "choice",
      "prompt": "水酸化ナトリウム水溶液を電気分解したとき、陰極で発生する気体はどれか。",
      "choices": [
        "水素H₂",
        "ナトリウムの単体",
        "酸素O₂",
        "塩素Cl₂"
      ],
      "answer": 0,
      "accept": [],
      "explanation": "陰極ではNa⁺は還元されず、水が還元されて水素が発生する：2H₂O＋2e⁻→H₂＋2OH⁻。",
      "entities": [
        "electrode-reaction-rules-in-electrolysis"
      ],
      "verified": true,
      "placeholder": false
    },
    {
      "id": "q-electrolysis-why-water-reduced-instead-of-sodium",
      "type": "choice",
      "prompt": "水酸化ナトリウム水溶液の電気分解で、陰極でNa⁺ではなく水が還元されるのはなぜか。",
      "choices": [
        "Na⁺は陰極に近づけないため",
        "水のほうがNa⁺より濃度が低いため",
        "Na⁺はイオン化傾向が大きく、還元されにくいため",
        "Na⁺は陽極でしか反応できないため"
      ],
      "answer": 2,
      "accept": [],
      "explanation": "陰極では、イオン化傾向が小さい陽イオンほど優先して還元される。Na⁺はイオン化傾向が大きく還元されにくいため、代わりに水が還元される。",
      "entities": [
        "electrode-reaction-rules-in-electrolysis"
      ],
      "verified": true,
      "placeholder": false
    },
    {
      "id": "q-faraday-charge-from-current-and-time",
      "type": "input",
      "prompt": "1.00Aの電流を965秒間流したとき、流れた電気量Qは何Cか。",
      "choices": null,
      "answer": "965",
      "accept": [],
      "explanation": "電気量はQ＝It＝1.00×965＝965C。",
      "entities": [
        "faradays-law-and-industrial-electrolysis"
      ],
      "verified": true,
      "placeholder": false
    },
    {
      "id": "q-faraday-mass-of-copper-deposited",
      "type": "input",
      "prompt": "硫酸銅(Ⅱ)水溶液を電気分解して、電子が0.0100mol流れたとき、陰極に析出する銅は何gか。銅の原子量は64とする。",
      "choices": null,
      "answer": "0.32",
      "accept": [],
      "explanation": "Cu²⁺＋2e⁻→Cuより、銅の物質量は電子の半分：0.0100÷2＝0.0050mol。質量は0.0050×64＝0.32g。",
      "entities": [
        "faradays-law-and-industrial-electrolysis"
      ],
      "verified": true,
      "placeholder": false
    },
    {
      "id": "q-faraday-moles-of-electrons-from-charge",
      "type": "input",
      "prompt": "965Cの電気量が流れたとき、流れた電子の物質量は何molか。ファラデー定数F＝9.65×10⁴C/molとする。",
      "choices": null,
      "answer": "0.0100",
      "accept": [
        "0.01"
      ],
      "explanation": "n(e⁻)＝Q/F＝965÷96500＝0.0100mol。",
      "entities": [
        "faradays-law-and-industrial-electrolysis"
      ],
      "verified": true,
      "placeholder": false
    },
    {
      "id": "q-fuel-cell-byproduct",
      "type": "choice",
      "prompt": "燃料電池で、水素と酸素が反応して生じる物質はどれか。",
      "choices": [
        "水酸化ナトリウム",
        "二酸化炭素",
        "水のみ",
        "水素と酸素の混合気体"
      ],
      "answer": 2,
      "accept": [],
      "explanation": "燃料電池の全体の反応は2H₂＋O₂→2H₂Oで、生じる物質は水だけである。",
      "entities": [
        "lithium-ion-battery-and-fuel-cells"
      ],
      "verified": true,
      "placeholder": false
    },
    {
      "id": "q-fuel-cell-hydrogen-consumed-0-4mol-electrons",
      "type": "input",
      "prompt": "リン酸形燃料電池で、電子が0.40mol流れたとき、負極で消費される水素H₂は何molか。",
      "choices": null,
      "answer": "0.20",
      "accept": [],
      "explanation": "負極の反応H₂→2H⁺＋2e⁻より、電子2molにつきH₂は1mol消費される。0.40÷2＝0.20mol。",
      "entities": [
        "lithium-ion-battery-and-fuel-cells"
      ],
      "verified": true,
      "placeholder": false
    },
    {
      "id": "q-lead-acid-charging-reaction-type",
      "type": "choice",
      "prompt": "鉛蓄電池の充電はどのような操作か。",
      "choices": [
        "電解液を入れ替える操作",
        "放電と同じ方向に自然に進む反応",
        "電極を加熱する操作",
        "外部電源を使って放電と逆方向に電流を流す電気分解"
      ],
      "answer": 3,
      "accept": [],
      "explanation": "充電は、外部電源から放電と逆向きに電流を流す電気分解で、PbSO₄を元のPbとPbO₂に戻す。",
      "entities": [
        "lead-acid-battery-reactions-and-quantities"
      ],
      "verified": true,
      "placeholder": false
    },
    {
      "id": "q-lead-acid-electrolyte-density-change",
      "type": "choice",
      "prompt": "鉛蓄電池の放電が進むと、電解液（希硫酸）の密度はどうなるか。",
      "choices": [
        "下がる",
        "一度上がってから下がる",
        "変わらない",
        "上がる"
      ],
      "answer": 0,
      "accept": [],
      "explanation": "放電が進むと密度の大きい硫酸が消費され、水が生成するため、電解液の密度は下がる。",
      "entities": [
        "lead-acid-battery-reactions-and-quantities"
      ],
      "verified": true,
      "placeholder": false
    },
    {
      "id": "q-lead-acid-negative-mass-gain-0-2mol",
      "type": "input",
      "prompt": "鉛蓄電池を放電させ、電子が0.20mol流れたとき、負極の質量は何g増加するか。Pbの原子量は207、PbSO₄の式量は303とする。",
      "choices": null,
      "answer": "9.6",
      "accept": [],
      "explanation": "負極はPb(207)→PbSO₄(303)で、電子2molあたり303－207＝96g増える。96÷2×0.20＝9.6g。",
      "entities": [
        "lead-acid-battery-reactions-and-quantities"
      ],
      "verified": true,
      "placeholder": false
    },
    {
      "id": "q-lead-acid-positive-mass-gain-0-2mol",
      "type": "input",
      "prompt": "鉛蓄電池を放電させ、電子が0.20mol流れたとき、正極の質量は何g増加するか。PbO₂の式量は239、PbSO₄の式量は303とする。",
      "choices": null,
      "answer": "6.4",
      "accept": [],
      "explanation": "正極はPbO₂(239)→PbSO₄(303)で、電子2molあたり303－239＝64g増える。64÷2×0.20＝6.4g。",
      "entities": [
        "lead-acid-battery-reactions-and-quantities"
      ],
      "verified": true,
      "placeholder": false
    },
    {
      "id": "q-lithium-ion-positive-electrode-material",
      "type": "choice",
      "prompt": "リチウムイオン電池の正極に使われる物質はどれか。",
      "choices": [
        "酸化鉛(Ⅳ)PbO₂",
        "黒鉛（グラファイト）",
        "二酸化マンガンMnO₂",
        "コバルト酸リチウムLiCoO₂"
      ],
      "answer": 3,
      "accept": [],
      "explanation": "リチウムイオン電池は、正極にコバルト酸リチウムLiCoO₂、負極に黒鉛を使う。",
      "entities": [
        "lithium-ion-battery-and-fuel-cells"
      ],
      "verified": true,
      "placeholder": false
    },
    {
      "id": "q-phosphoric-fuel-cell-negative-reaction",
      "type": "choice",
      "prompt": "リン酸形燃料電池の負極で起こる反応はどれか。",
      "choices": [
        "H₂ → 2H⁺ ＋ 2e⁻",
        "O₂ ＋ 4H⁺ ＋ 4e⁻ → 2H₂O",
        "2H₂O ＋ 2e⁻ → H₂ ＋ 2OH⁻",
        "4OH⁻ → O₂ ＋ 2H₂O ＋ 4e⁻"
      ],
      "answer": 0,
      "accept": [],
      "explanation": "リン酸形（酸性電解質）の負極では、水素H₂が電子を放してH⁺になる：H₂ → 2H⁺＋2e⁻。",
      "entities": [
        "lithium-ion-battery-and-fuel-cells"
      ],
      "verified": true,
      "placeholder": false
    }
  ]
}