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Chemistry Senior High

化学の電気分解についてです 陰極と陽極で還元されたり酸化されたりするのは 陰極ではNi Cu Ag などの金属イオンで 陽極ではハロゲン化物イオンと決まってるんですか? これは暗記ですかね

0.04 406 第3編 物質の変化 19 各極の電気分解反応 11 陰極での反応 第4章 酸化還元 陰極へは電源の負極から電子が流れ込むので,水溶液中の物質が電子を受け取る 反応がおこる。 このとき, 最も還元されやすい物質 (分子やイオン)から還元される。 たとえば,Ag+, Cu2+, Ni2+ を含む混合水溶液を電気分解したとき,イオン化傾向に Ni>Cu>Ag の順なので,まず最もイオン化傾向の小さなAg* が還元されてAgが析出 し,次に Cu2+が還元されて Cuが析出し, 最後に Ni2+が還元されて Ni が析出する。 一般に,陰極での反応をまとめると次のようになる。 Ag+ や Cu2+のようなイオン化傾向の小さな金属イオンは還元されやすく, 金 の単体(Ag や Cu) が析出する。 Ag+ + e Ag Cu2+ + 2e__ ← Cu Lit, K+, Ca2+, Nat, Mg2+, AI3+ のようなイオン化傾向の大きな金属イオンは 還元されにくく, 代わりに溶媒の水分子が還元されて H2 を発生する。 2H2O + 2e → H2 + 20H¯ ただし,酸の水溶液の場合、多量にあるH+が還元されて H2 を発生する。 2H+ + 2e H2 2 B 陽木 酸化. る。

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流れるeの物質量は酸化数の変化〜と自然に書いていますが意味がわかりません😿 正極と不極の反応式を求めなくても分かるんですか?

(1) CO2 + H2 CO + H2O (正反応は吸熱反応) ① 圧力一定で温度を下げると,平衡は発熱反応の方向,すなわち,左へ移動す る。 よって、 一酸化炭素CO の物質量は減少する。 ②一般に,温度一定で圧力を上げると, 平衡は気体分子の総数(総物質量)が減 少する方向へ移動するが,式(1)の反応では反応の前後で気体分子の総数(総物質量) が変化しないので,平衡は移動しない。よって、COの物質量は変化しない。 ③温度・圧力一定で水素Hを加えると、平衡は H2 が減少する方向,すなわ ち,右へ移動する。よって, COの物質量は増加する。.0) W ④温度・圧力一定でアルゴン Arを加えると、容器の容積が大きくなるため, 式 (1)の反応に関わる物質の分圧は減少する。この場合、一般に,平衡は気体分子の総 数(総物質量)が増加する方向へ移動するが,式 (1) の反応では反応の前後で気体分子 の総数(総物質量)が変化しないので,平衡は移動しない。よって、 COの物質量は 変化しない。 以上より,平衡状態のCOの物質量を増やす操作は③である。 8 0.01 g81=lom 0.1XIomkg 81 問3 電池 反応物の総量が1kg 消費されるときに流れる電気量Qを比較するには, 0881-* 恋で 体か 流れる電子 e の物質量 (mol) で昇する。 反応物の質量(g) を比較すればよい。 流れるe-の物質量は、電池全体での反応における酸化数の変 -210-

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⑵についてなのですが最後に1/2するのは電子の係数が2だからですか?

15 10 例題2 連結した電解槽の電気分解 図のような装置を使って, 4.00A の 電流で 1930 秒間電気分解した。 ファ ラデー定数を9.65 × 10'C/mol とし て、次の問いに答えよ。 ただし、発 生する気体は水溶液に溶解しないも のとする。 Cu HC (Cu=63.5) (1) 電極 Ⅰ~ⅣVで起こる反応を, e- を含む反応式でそれぞれ表せ。 I Ⅱ Cu CuSO 水溶液 (A 陽イオン 交換 IV Link 例題解説 Fe NaCl水溶液 (2) 電極IIで析出する物質の質量と, 電極Ⅲで発生する気体の標準状態 での体積を求めよ。 解 指針 電極に使用している金属に着目する。 2つの電解槽が 直列に接続されていることにも注意する。 (1)答Ⅰ (陽極) CuCu2+ +2e- ⅡI (陰極) Cu2+ +2e- Ⅱ (陽極) 2C1- ← Cu Cl2+2e- ⅣV(陰極) 2H2O +2e→H2+2OH- (2) 流れた電気量は, Q[C]=i[A] xt[s]より, 4.00A × 1930s = 7.72×10°C したがって,流れた電子の物質量は, 記号 電気回路 電池(電源) 抵抗器 長いほうが正 電球 スイッチ 電流計 電圧計 7.72 × 10°C =0.0800mol 9.65 x 104C/mol 第2章 電池と電気分解 直列回路なので,電極 Ⅰ~ⅣVに流れる電子はすべて0.0800mol。 II(陰極)63.5g/mol × 0.0800mol×1/2= 63.5g/mol×0.0800mol×1/2=2.54g Cu のモル質量 e-の物質量 Cuの物質量 皿(陽極) 22.4L/mol × 0.0800mol×1/2=0.896L 答 2.54g 答 0.896L モル体積 eの物質量 Cl』 の物質量

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(3)🟦の計算で合っていますか?

5 化学変化 4 電気分解に関する (1)~(8)の問いに答えなさい。 水に電流を流したときに出てくる物質を確かめるために、うすい水酸化ナトリウム水溶液を用いて、 (1) 図1 次の [実験 1〕・ 〔実験 2] を行った。 亜鉛板 図 うすい水酸化 ナトリウム水溶液 含む小 液C ④、 B 電源装置 種類 [実験 2] [実験 1] 図のように、 電気分解装置に、質量パーセント濃度 5.0% のうすい水酸化ナトリウム水溶液を入れ、 電極A・Bに電源 装置をつないで電圧をかけたところ、電極Aから気体X、電 極Bから気体Yがそれぞれ発生した。 それぞれの電極で発生した気体の性質を調べた。 気体Xに火のつ いたマッチを近づけると、 音をたてて気体Xが燃えた。 次に、 気体Yに火のついた線香を入れると、 線香が激しく燃えた。 (1)〔実験1]では、純粋な水は電気を通しにくいため、水酸化ナトリウム水溶液を用いた。水酸化ナト リウム水溶液が電気を通しやすい理由について説明した、次の中の文章が適切になるよう に、 ( ① )( ② )のそれぞれにあてはまる言葉を書きなさい。 水酸化ナトリウム水溶液が電気を通しやすいのは、水酸化ナトリウムの電離によって、ナトリウ ムイオンと(①) イオンが存在するためである。 水酸化ナトリウムのように、水に溶かした ときに電流が流れる物質を ( ② )という。 (2)次の の中の文はナトリウムイオンのでき方について説明したものである。文中の( あてはまる言葉として適切なものを、下のア~エの中から1つ選び、記号で答えなさい。 に (2) ただ 液を 液タの ナトリウムイオンは、ナトリウム原子1個が電子1個を( )を帯びている。 ア失い、 全体として+の電気 ウ失い、 全体としてーの電気 エ イ受けとり、 全体として+ の電気 受けとり、 全体としてーの電気 (3) 〔実験 1]では、電気分解装置に、下線部の水溶液が 75cm 入った。 下線部の水溶液の密度を 1.0g/cm とすると、 この水溶液 75cm の中に含まれる水酸化ナトリウムは何gか。 小数第2位を 四捨五入して、 小数第1位まで求めなさい。 (4) 〔実験2] の結果から、 気体Xは何とわかるか。 その化学式を書きなさい。 (5) 気体Yと同じ気体を発生させる方法を、次のア~エの中から1つ選び、 記号で答えなさい ア 石灰石にうすい塩酸を加える。 イ亜鉛にうすい塩酸を加える。 ウ 塩化アンモニウムと水酸化カルシウムを混ぜ合わせて加熱する。 エ 二酸化マンガンにうすい過酸化水素水 (オキシドール) を加える。 体の 0.05 75 025 -35 3,75 3.8

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(8)の解説をお願いしたいです。

6. 右の図のような装置で、 CuCl2 を水に溶かして電気分解した。 このとき電極 X の表面 に赤い物質が付着した。 次の問いに答えよ。 (1) CuCl2 が水に溶けて、陽イオンと陰イオンに分かれることを何というか答えよ。 (2) CuCl2 が水に溶けたときのようすを、化学式やイオン式を用いた式で表して答えよ。 (3) CuCl2 を水に溶かしたときのモデル図として正しいものはどれか記号で答えよ。 は銅イオン、 ○は塩化物イオンである。 ア X 電源装置へ 炭素電極 CuCl水溶液 (4) 電極×は、陽極・陰極どちらか答えよ。 (5) CuCl2 水溶液の電気分解の化学反応式を答えよ。 (6)電極 Yでの反応を化学式やイオン式を用いた式で表して答えよ。 電子を表す場合は、e-と書くこと。 (7) 電気分解を続けると、 CuCl水溶液の色がうすくなった。 理由を次のア~エから1つ選び記号で答えよ。 ア 水溶液中の銅イオンが増加するから イ 水溶液中の銅イオンが減少するから ウ 水溶液中の塩化物イオンが増加するから エ 水溶液中の塩化物イオンが減少するから (8) 電極Xに付着した銅の質量が0.60gであったとき、電極 Yで発生した気体の質量は何gか答えよ。 ただし、銅原 子1個と塩素原子1個の質量の比が 20:11 であるものとする。

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