解答 ２,３

本問のように電池を構成する電極や電解質溶液の種類は同じで、濃度だけが異なることにより起電力を生じる電池を濃淡電池という。濃淡電池では、電荷を持つ同一物質の異なる濃度の溶液である半電池を連結させ、これにより生じる電気ポテンシャル差から起電力を得る。

１誤
この電池は濃淡電池である。

２正
濃淡電池では、両液濃度を同じにしようと濃度が高い方では濃度を低くするため、溶液中のZn２+がZnとなり析出する還元反応が起こる。（①式）

また、濃度が低い方では濃度を高くするため、電極のZnがZn２+となり溶出する酸化反応が起こる。（②式）

この電子（e−）の動きにより電流がカソード（正極）からアノード（負極）へ流れる。
c1＝0.01のときの電子の動きと電流の動きを以下に示す。

上記より、半電池Lがアノード（負極）になる。

３正
標準起電力は２つの半電池の標準電極電位の差で表される。本問では２つの亜鉛半電池を連結させており、正極負極ともに亜鉛を用いているため標準電極電位は等しく、標準起電力は0 Vとなる。

４誤
濃淡電池において、２つの半電池の溶液濃度が等しくなった場合には、各電池で酸化還元反応は起こらず、電子の動きおよび電流の動きが生じなくなる。そのため、起電力は0 Vである。

５誤
濃淡電池の起電力は、正極の溶液濃度と負極の溶液濃度によって、決定され③式で表される。

正極の硫酸亜鉛の濃度は0.1 mol/L、負極の硫酸亜鉛の濃度は0.01 mol/Lであるため、起電力は0.0295 Vとなる。