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e-のモル数に対してCuのモル数が1/2だからです。
3.27/65.4×2で求められるのがe-のモル数なので、
それに1/2をかけると析出したCuのモル数が求められます。
化学
高校生
解決済み
なぜここが1/2molになるのでしょうか？析出したのは1molなんじゃないんですか？
教えてください🙏
必修
基礎問
38
ダニエル電池
化学基礎化学
ダニエル電池は次の構成で示される。 下の問いに答えよ。 ただし, 原子量
は Zn=65.4, Cu=63.5, ファラデー定数は 9.65×10* C/mol とする。
ダニエル電池:(-) Zn|ZNSO4 aq| CuSO4 aq| Cu (+)
負極,正極の各極で起こる反応をe-を用いたイオン反応式で表せ。
問1
問2 両方の電極を導線でつなきぎ, しばらくすると負極が3.27g減少した。
このとき放電した電気量は何Cか。 整数で答えよ。
問3 問2において, 正極で析出する物質の名称を記せ。 また, その質量は
何gか。小数第2位まで求めよ。
(崇城大)
電池
精講
酸化剤と還元剤 (→p.162) を空間的に分離し, 両者の間を導
線などで電気的に接続して, その反応によるエネルギーを電気エネルギーの形
でとり出す装置を電池といいます。
右図のように還元剤から酸化剤へ電子 e"が
導線を移動します。 電子e~は負の電荷をもつ
ため,電位の低い方(負極)から電位の高い方
(正極)へ移動しています。 また負極,正極では
それぞれ次の反応が起こっています。
でん ち
正
極
ふきょく
e
還元剤)
酸化剤
素焼き板
負極:還元剤
「負極:還元剤が電子 e~ を出す反応(酸化)
正極:酸化剤が電子 e- をもらう反応(還元)
e
正極:酸化剤+é
〈電池の原理)
ファラデー定数
電子1mol分の電気量(C) をファラデー定数 (F)といいます。電子1個が
もつ電気量の絶対値は1.6×10-19 [C] であり, アボガドロ定数が6.0×103
/mol] なので,ファラデー定数(F) は,
1.6×10-19 C
1個(電子)
程度の値になります。
6.0×103個(電子)
1 mol (電子)
F=
-=9.6×10* C/mol
PointZ2
電池のしくみ
電池は負極で還元剤, 正極で酸化剤 が作用する。
9. 酸化還元反応 167
負極
(解説
ダニエルの電池の模式図をかいてみます。
e
問1
e.
正極
負極
Cu
Zn
e
SO
Cu°
SO)
Zn)
(HO)
CUSO。 aq
ZnSO』 aq-
(H.O)
負極のところで作用する還元剤は何でしょう? 電子を出すものといえば金属
の単体である Zn でしょう。
次に正極のところで作用する酸化剤は何でしょうか? SO- と思う人もいる
かもしれませんが,熱濃硫酸 H:SO。ではないので違います。 やはり, イオン化傾血
の小さな金属イオンである Cuf+ でしょう。よって,
負極:Zn -→ Zn?+ + 2e-
正極:Cu°+ + 2e- → Cu と出のる
の変化が放電中に起こると考えられます。
問2 負極の反応式から,e-2mol で Zn が1 mol 消費されることがわかります。 よ
って, 3.27gのZn が消費されたときに放電した電気量は, Zn のモル質量65.4g/mol
とファラデー定数9.65×10* C/mol より,
3.27 [g]
65.4 [g/mol]
消費された Zn [mol] 流れた e" [mol] 流れたe [C]
×2 ×9.65×10* 3D9650 [C]
問3 正極の反応式から, e-2 mol で Cu が1mol 析出することがわかります。 よっ
て,問2において正極で析出する Cuの質量は, Cuのモル質量63.5g/mol より,
3.27
-×2 ×-
65.4
1
×63.5 =3.18 [g]
2
問2で流れた
e- [mol)
析出した 析出した
Cu (mol] Cu [g]
負極:Zn -→ Zn* + 2e-
問1
正極:Cu°* + 2e
→ Cu
問2 9650 C
問3 物質の名称: 銅
質量: 3.18g
168
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やはりそうでしたか！
自分に自信が持てなくて質問したんですけどモヤモヤがなくなって良かったです！
ありがとうございました！