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Chemistry Senior High

(3)の解説お願いします、、

鉛蓄電池は充電することで再利 (2) 負極も正極も反応後は硫酸鉛(ⅡI) になる。 充電では逆の反応が 例題 62 電気分解 化学 次のイオンの組み合わせの水溶液を白金電極を用いて電気分解したとき, 陰極の変化をイオン反 応式で記せ。 (1) Na+ と Cu²+ (3) Na+ と Ca2+ (2) Ag+ と K+ 解答 (1) Cu²+ +2e- → Cu (3) 2H2O +2e-→H2 + 2OHT ベストフィット ●陰極 還元反応 ( ①→②の順番で反応を考える) (4) Cu²+ と Ag+ (2) Ag+ + e→Ag (4) Ag+ + e → Ag ① Cu²+ や Ag+ が単体になる ②H+ または H2Oが還元されて, H2が発生する 酸性の水溶液 2H+ +2e-→H2 中性・塩基性の水溶液 2H2O +2e → H2+2OH example problem/ ●陽極酸化反応 ( ①→②→③の順番で反応を考える) ①ベストフィットの順番 にしたがい電極での変 化を考える。 解説 (1) Cu²+が還元されて, Cu が析出する。 (2) Ag + が還元されて, Ag が析出する。 (3) 中性の水溶液中なのでH2Oが還元されて H2 が生成する。 (4) Ag は Cu よりイオン化傾向が小さいので還元され, Ag が析出する。 ①電極が白金 Pt と炭素C以外のとき →電極が溶けてイオンになる ②ハロゲンのイオンが単体になる ③OH または H2Oが酸化されて O2 が発生する 塩基性の水溶液 40H→O2+2H2O + 4e 酸性・中性の水溶液 2H2O→O2+4H + + 4e

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電気分解についてです。陰極での反応の部分で、•cu2+,Ag+のようにイオン化傾向が小さい……… と書かれているものがありますが、このイオンというものは水溶液中に存在するものなのでしょうか???教えていただきたいです

分 dix キ 電気分解 electrolysis D 電気分解 ようゆうえん ゆうかいえん 外部 ●電気分解 電解質の水溶液や高温の溶融塩(融解塩)に電極を入れ, さんかかんげん から直流電流を流すと,各電極で酸化還元反応を起こすことができる。 でんき ぶんかいでんかい。 れを電気分解 (電解) という。 電気分解は,これまでに学習した電池とは逆 に,電気エネルギーを使って化学反応を起こす操作といえる。 ●電気分解のしくみ 電気分解では,直流電源(電池) の負極につないだ電 いんきょく ようきょく 極を陰極,正極につないだ電極を陽極と呼ぶ。電気分解の電極には、ふっ う化学的に安定な白金 Pt や黒鉛C を用いる。 こくえん 電解質水溶液の電気分解では,陰極と陽極で次のような反応が進行する。 電子を受ける。 《陰極での反応》 電子が流れ込む陰極では,最も還元されやすい物質 が電子を受け取る (還元反応)。 .2+ ・Cu²+,Ag+ のようにイオン化傾向が小さい金属イオンが存在する 場合は,これらが還元されて, Cu や Ag が析出する。 せきしゅつ ・K+ や Na* のようなイオン化傾向の大きい金属イオンが存在する場 合は,これらの金属イオンは極めて還元されにくいので、代わりに H2O(酸性溶液では H*)が還元されて,H2 が発生する。 《陽極での反応》 電子が流れ出す陽極では,最も酸化されやすい物質 が電子を失う (酸化反応)。 【白金,炭素を陽極にした場合】 ・水溶液中にCI やⅠ などのハロゲン化物イオンが存在する場合は, これらが酸化されて, Cl2 や I2 が生じる。 ・水溶液中に SONO3 などが存在する場合は、代わりにH2O (塩基性溶液ではOHT) が酸化されて O2 が発生する。 【白金や炭素以外の金属を陽極にした場合】 ・その金属自身が酸化されて, 陽イオンとなって溶け出す。 15 5 10 25 of ev ta TU オ 20

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Chemistry Senior High

なぜこの問題の(4)(5)は有効数字2桁で解答しているのですか?

応用例題 25 電解槽Aには硫酸銅(ⅡI)水溶液を, 銀水溶液を入れた。電解槽Aと電解槽Bを図のように並列 につないで白金電極を使って電気分解を行った。 電流計の読みが 0.400A の一定値になるように調節しな がら, 64分20秒間電流を通じたところ,電解槽Aの陽極 で発生した気体は,標準状態で 67.2mLであった。 Ag = 108, ファラデー定数=9.65×10C/mol とする。 (1) 流れた全電気量は何Cか。 (2) 電解槽Aの陽極での反応をe を含むイオン反応式で 表せ。 (3) 電解槽Aに流れた電気量は何Cか。 (4) 電解槽Bに流れた電気量は何Cか。 (5) 電解槽Bの陰極には何が何g生じたか。 指針 電解槽A [陽極] 2H2O 電解槽B → O2 + 4H + + 4e__ Cu → O2 + 4H + + 4e ¯ [陰極〕 Cu²+ + 2e_ [陽極〕 2H2O 〔陰極〕 Ag+ + e → Ag A 気量の総和である。 解答 (1) 電気量 [C] =電流〔A〕 × 時間 〔s〕より, Pt Pt 硫酸銅(II)水溶 B Pt 硝酸銀水溶液 応 原子量 Ag=1 138. T て電池と 差を電池 となる。 また, 67.2mL -=3.00×10-mol 発生したので, 流れた電気量は, 22.4×10mL/mol (1) 上の (2) 希碗 (4) 電解槽を並列につないだ場合,回路全体を流れた電気量は,各電解槽に流れた 上希素(②4こった (3) (2) 素 (4) (2 0.400A×(64×60+20)s = 1.544×10°C≒1.54×10°C 答 ( 2 ) 2H2O O2 + 4H+ + 4e¯ (3) (2)より,電解槽Aの陽極では, e4mol が流れると, O21molが発生すること わかる。 O2 が標準状態で 67.2mL, すなわち 13 (1) 9.65 ×10C/mol×3.00×10-mol×4=1.158×10°C≒1.16×10°C 圏 (4) 電解槽Bに流れた電気量は,回路全体を流れた電気量から電解槽Aを流れた電 量を引いたものに等しい。したがって、ルート 1.544×10°C -1.158×10°C=386C≒3.9×102C 答 (1)より (3) より (5) 電解槽Bの陰極の反応は, Ag+ + e → Ag e1mol により Ag1molが析出する。 電解槽Bに流れた電子は 386 C 9.65×104 C/mol 02 HS + 440 -=4.00×10mol であるから, 108g/mol×4.00×10mol=0.432g≒ 0.43gの銀Agが生じる。 答

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