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Chemistry Senior High

1/3をかける理由が分かりません

容器1 電流 塩橋 気体1 電源 電流 バルブ チューブ 容器2 以下の文章を読み, 問1~間7に答えよ。 2 図2に示すような絶対温度 T[K]に維持された実験系があり,電解槽I, IIには0.1mol/L 塩化ナトリ ウム水溶液が, 電解槽Ⅲには 0.1mol/L 硫酸銅(II) 水 溶液が満たされている。 電解槽I, II の塩化ナトリウ ム水溶液は,塩橋で接続されている。電解槽I,Iの 塩化ナトリウム水溶液中には, それぞれ白金板1, 鉄 板が,電解槽Ⅲの硫酸銅(II) 水溶液中には銅板, 白金 板2が浸されている。 白金板1, 2は電源に接続され, 鉄板と銅板は導線で接続されている。 また, 白金板1, 塩化ナトリウム 2の上には,底が開き, 上部が密閉された容器 1,2 が置かれている。 容器1,2は,内部の体積が無視で きる柔軟なチューブで接続され, 上下方向に自由に動 かすことができる。 また, チューブには閉じたバルブ がつながれている。 水溶液 白金板1 鉄板 鋼板 白金板2 電解槽 I 電解槽 II 電解槽ⅢI 図2 実験系 気体2 硫酸銅(II) 水溶液 この実験系で以下の操作1~4を順次行った。 【操作1】 容器1および2を, それぞれの電解槽中の溶液で満たした。白金板 1, 2間に図に示す向きで一 定の電流ż〔A〕を時間 ta〔s] だけ流したところ, 白金板 1, 2からそれぞれ気体1,2が発生した。 この際, 流れた電気量を QA [C] とする。 発生した気体1,2を水上置換法によりそれぞれ容器1 2中に集め,容 器の内部と外部の水面の高さが同じになるように容器の上下方向の位置を調節した。 【操作2】 容器1, 2が上下方向に動かないように固定した状態でバルブを開き, 容器 1, 2内の気体を完 全に混合した。 【操作3】 バルブを再び閉め, 操作1と同様に一定の電流 iB〔A〕を時間 t〔s〕だけ流したところ, 白金板1, 2からそれぞれ気体 1, 2が発生した。 この際,流れた電気量を QB [C] とする。 その後, 内部の水面の高 さが容器外部の水面の高さと同じになるように容器2の上下方向の位置を調節した。 【操作4】 銅板を装置から取り外し, 水で洗ってから乾燥させ, 質量を測定した。 ただし,操作1~3の後においても,電解槽 I ~II内の電解質濃度には,大きな変化はないものとする。 また,気体1,2は理想気体であるとし, これらおよび空気の溶液中への溶解は無視できるものとする。 ファラデー定数をF[C/mol], 気体定数を R [Pa・L/(K・mol)〕, 大気圧を po〔Pa〕, 絶対温度 T[K] での飽 和水蒸気圧を PHzo 〔Pa] として, 以下の問に答えよ。 問1 Qをを含む式で表せ。 問2 操作 1,3, 白金板1, 2で起こる反応をそれぞれ電子 e-を含む反応式で表せ。 問3 操作1で発生した気体1,2の物質量 n, n [mol] をそれぞれQ』 を含む式で表せ。 問4 操作1の結果, 容器 1,2に集められた気体の体積 V1, V2〔L]を,それぞれQAを含む式で表せ。 問5 操作2の後の接続された容器1, 2における気体1,2の分圧, p2 〔Pa] をそれぞれpo を含む式で表 せ。 問6 操作3の後の容器2内の気体1,2の物質量を ni', n' [mol]とする。 以下の間に答えよ。 (i)' を Q を含む式で表せ。 (ii) n2' を Q, QB を含む式で表せ。

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問1の解き方を教えてください。

【8】 右の図に示すように、大気圧下で滑らかに動く ピストン付きの容器 ①および②がコック付き連結管 で着火器と接続されている。 ただし、 ピストンは固定 することもできる。 これらの容器を用いて、以下の [初期状態] から [操作Ⅰ] または [操作Ⅱ〕を実施 した。 問1~ 問4 に答えよ。 (4) ピストン ピストン 0.1mol 容器① 0.2ml 着火器 容器 4.48L コックA コック B 連結管 2.24 L n(g)=0.20x28 = 56 =0.56 n(g)=0.1×32=0.32 [初期状態] コックAとBは閉じられており、大気圧下で容器①に0.20mol の一酸化炭素、容器 ② に 0.10mol の酸素が封入され、 どちらも300K に保温されている。 いずれの気体も理想気体 とみなし、大気圧を 1.0×105 Pa、 気体定数を8.3×103 Pa・L/(mol・K) とする。 コック、 着火器、 連結管の容積、 およびピストンの重さは無視してよい。 封入した容器①および②において、これ らの容器壁からの熱の出入りは可能とする。 [操作Ⅰ〕 ピストンを固定せずコック AとBを開き、 着火器によって着火し、容器 ①の一酸化炭 素および容器②の酸素の全量を二酸化炭素に変化させた。 その後、この反応熱を放出し、 初期状 態と同じく300K に保温した。 [操作Ⅱ〕 ピストンの固定によって容器 ①および②の容積を初期状態のまま一定とした。 コックA とBを開き、一酸化炭素および酸素からなる混合気体とした。 次に、 着火器によって着火し、 酸化炭素および酸素からなる混合気体の全量を二酸化炭素に変化させた。 その後、この反応熱を 放出し、 初期状態と同じく300Kに保温した。 2CO+O2→2002 問 I 初期状態の一酸化炭素および酸素の体積[L]を有効数字2桁で解答せよ。 (②×2) &=合計 問2 操作Iの後の二酸化炭素の体積 [L] を有効数字2桁で解答せよ。 (③) PV=RT 問3 操作Ⅱにおいて、 着火する前の混合気体における一酸化炭素および酸素の分圧 [Pa] を有効 ×80×3000 2493×103 数字2桁で求めよ。 (②×2) 8/3493 4/2493 856 問4 操作Ⅱにおいて、 着火した後の反応によって生成した二酸化炭素の力 [Pa〕 を有効数字 2 桁で解答せよ。(③)

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