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Chemistry Senior High

「電池と電気分解」 (4)の問題で64gと出すところまでは分かるのですが、その後が分かりません。 なぜ2mol分の0.040molで割るのでしょうか。 教えてください🙇‍♀️

1 (配点22点) 次の文を読み、 問1~問5に答えよ。 ただし, 原子量は Li=6.9, 16, S32 Cu=64, Pb=207 とする。 また、 0℃ 1.013×105Pa (標準状態) における気体のモル 体積は 22.4 L/mol, ファラデー定数は 9.65×10C/mol とする。 電池のうち, 充電により繰り返し使用できるものを二次電池という。 身近に利用され ている二次電池には、鉛蓄電池やリチウムイオン電池などがある。 鉛蓄電池は、負極活物質に鉛、正極活物質に酸化鉛 (IV), 電解液に希硫酸を用いてい る。 放電時に電池全体および各極で起こる変化は次のように表される。 全体:Pb + PbO2 + 2H2SO4 2 PbSO4 + 2H2O 問1 空欄 問2 空欄 負極: あ 正極:PbO + 4H + + SO] + 2e → PbSO4 + 2H2O 鉛蓄電池を放電させると,次第に電圧が低下していく。 放電によって電圧が低下した う を接続して電 い を,正極に外部電源の 鉛蓄電池の負極に外部電源の 流を流すと, 鉛蓄電池を充電することができる。 このとき, 鉛蓄電池の正極では硫酸鉛 (Ⅱ)が え される。 あ い 化 (7) (イ) (ウ) え (エ) のうちから一つ選び、その記号を記せ。 (エ) に適する電子e" を含むイオン反応式を記せ。 学 い 負極 負極 正極 正概 に適する語の組合せとして正しいものを、次の(ア) う 正極 正極 負極 負極 え 酸化 還元 酸化 還元 pla (2E 還元剤 間3 図1のように、直列につないだ3個の鉛蓄電池を電源に、 2.00gの白金板を両電 に用いた電気分解装置がある。 この電気分解装置を用いて一定の電流を2000秒 流して塩化銅(ⅡI)水溶液を電気分解したところ、 陽極からは気体が発生し,陰極 には金属が析出した。このとき、電気分解した時間 [s] と陰極の質量 [g] の関係は 図2のようになった。 これについて、 下の (1)~(4) に答えよ。 ただし, (2)~(4) の の数値は四捨五入により有効数字2桁で記せ。 Pb → P6²¹+ze- IT Pt 鉛電池 鉛蓄電池 鉛蓄電池 可変抵抗 陰極の質量 1 3.28 2.00 CuCl2 水溶液 図 1 時間 [s] 図2 Pt 2000 [Cucl2] Cu²+, Cl-. C = As 陰= Cu²+2e-→ 32g/nol 酸化剤(1) 陽極で起こる変化を,電子e" を含むイオン反応式で記せ。 (2) 流した電流は何Aか。 (3) 2000 秒間に陽極で発生した気体の体積は、 0℃. 1.013×10Pa (標準状態)で 何mLか。 (4) 電気分解の前後で, 1個の鉛蓄電池の正極の質量は何g変化したか。 増加し た場合は+, 減少した場合はの符号を付して記せ。

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Physics Senior High

写真の問題の(3)についてなぜ、①の式でPの速度uを マイナスの方向(負の値)にしないのですか? (Pが左に動くのは自明だと思うのですが…)

EX 滑らかな水平面上に質量Mの球Q がばね定 数kのばねを付けられた状態で置かれている。 左から質量 m の球Pが速度v で進んできた。 (1) ばねが最も縮んだときのPの速度を求めよ。 0となるときだ。 し たがって,このときQの速度も”である。 運動量保存則より mv=mv+Mu (2) ばねの縮みの最大値を求めよ。 (3) やがてPはばねから離れた。 P の速度u を求めよ。 (2) 力学的エネルギー保存則より 1/2mv ² = 1/2mv ² + 1/ Mv² + 1/2kl² mvo= m P 2 1/2mv ²³ = 1/mu²+ + MU² m+M -Vo トク 2物体が動いているとき, "最も"は相対速度に着目 Qから見た Pの運動 Vo v=m u=m±M m+M mmmm M -Vo mM :. 1=₁₁√k(m+M) P.Qの速度は同 ちょっと一言 ここでQ上の人に保存則まで用いさせてはいけない。 保存則や TE 運動方程式は静止系(あるいは慣性系)で用いるべきもの。 ただし, 次章で扱う慣性力の効果まで考慮すれば加速度系で用い ることもできる。 2 g & D (3) Q の速度をひとすると 運動量保存則より mv mu+MU ...... ① ばねは自然長に戻っているから, 力学的エネルギー保存則より 相対速度 0 (m+M)u²-2mvou+(m_M)vo² = 0 Uを消去して整理すると 2次方程式の解の公式より -Vo u=vo とすると, ① より U=0 となって不適(ばねに押されたQは右へ動 いているはず) .. u=m-M m+M ゆる High (3) は P, Q がばねを介して緩やかな衝突をした後と見てもよい。エネル ギーを失わない弾性衝突だから, e = 1の式u-U=-(vo-0) ② わりに用いるとずっと速く解ける。

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