Question

@??

化学重要問題集145（3）についてです
3枚目のマーカー部分が言えるのはなぜですか？

の電気分群〉
145。
美験値力
せよ。
(F=9.65×10*C/mol, Kw=1.0×10-14(mol/L)?, logio2=0.30, log.o3=0.48)
電源
電流計
抵抗
図のように,電解槽I,IⅡ, IⅢを
MwM
接続して電気分解した。電解槽 I
には0.200mol/L の希硫酸が2.00L,
電解槽Iには硫酸銅(Ⅱ)水溶液
が入れてある。電解槽Ⅲは中央が
陽イオン交換膜で仕切ってあり,
陰極側には0.200mol/L の水酸
化ナトリウム水溶液が1.00L, 陽
極側には2.00mol/L の塩化ナト
リウム水溶液が1.00L入れてあ
る。1.80Aの一定電流で5時間
21分40秒電気分解したところ,
電解槽Iで発生した気体の総体積
は標準状態で1.344Lであった。 ただし, 発生した気体は電解液に溶けない理想気体と
する。また, 電気分解による液量の変化はないものとする。
O 図に示す電解槽Ⅱの陽極を白金に変えて同様に電気分解すると, 電解槽IⅡの水溶液
の pH はどのように変化するか, 理由とともに述べよ。
の図に示す電解槽Ⅲの陽極と陰極で発生した気体を反応させて生じた物質を,水に溶
かして得られる水溶液は, 酸性, 中性, アルカリ性のいずれを示すか。
図における電気分解後の電解槽Iの水溶液と電解槽Ⅲの陰極室の水溶液を体積で等
量ずつ混合した。この混合水溶液の PHを求めよ(小数第1位まで)。 [17 京都府医大
る不場
え京大
銅
銅
希硫酸
硫酸銅(I)水溶液
電解槽I
電解槽I
鉄
水酸化ナトリウム
水溶液
塩化ナトリウム
水溶液
I
電解槽I
炭素

○。+ 4H* + 4e- の反応が起こり,
145(1)陽極で 2H:0
水溶液中の H* の濃度が増加するので, pHは小さくなる。
bmL
(2)酸性
(3) 12.6
解説(1)白金 Pt 電極に変える前は, 陽極で Cu
陰極で Cu°+ +2e~ → Cu の反応が起こるだけで, PHに変化
Cu?+ + 2e,
はない。
(2) 電解槽Ⅲの陽極では塩素, 陰極では水素が発生し, これらを反応さ
せると,塩化水素が生じる。
※24
He + Cle
→ 2HCI
塩化水素を水に溶かして得られる水溶液は塩酸であり, 酸性であ
る。
0utho
(4e7
(3)(I全体2H2O
※3く
2Hal+ 9%
(Iの全体)2H:0 + 2NaCI
回路全体で流れたe"の物質量は
1,80×(5×60×60+21×60+40)
9.65×10
→ H2 + Cl2 + 2NaOH
-=0.360(mol)
(Iの全体)より,e-4mol で気体が (2+1)mol 発生するので,
1.344
06
22.4
-=0.0800(mol)
2+1
e-0.0800mol が Iの回路へ流れた。よって, IⅢの回路を流れる e"は
0.360-0.0800=0.280(mol)
※64
(IIの全体)より, e-2mol で NaOH が2mol生成するので, NaOH
は0.280mol 増加する。よって, Ⅲの陰極室に存在する NaOHは,

e 仮にIの水溶液とⅢの陰極室の水溶液を0.5Lずつ混合したとする
混合溶液は1Lになっているので, 濃度は 0.040mol/L である。
0.200×1.00+0.280=0.480 (mol)
1.00L 中
チ0
チャ
0.200mol/L である。
と残った NaOH は
Ouso. teNaOH
0.480×0.5-0.200×0.5×2=0.040(mol)
2H:O + Na.So.
[OH-]=0.040mol/L
のように中和する。
[H*]=1
Kw
TOH]
1.0×10-14
0.040
-×10-12(mol/L)
pH=-logio[H*]=-log.o(×10-2)31
12+0.30×2=12.6

Answer 1

✨ ベストアンサー ✨

アフロ博士

問題文8行目に水槽内の水酸化ナトリウム水溶液の体積が1.00Lだからだと思います

@??

解答ありがとうございます。反応が進行する中でそれが不変だというのはどこからわかりますか？

アフロ博士

問題文の1番最後に電気分解による液量の変化は無いものとするとあります。

@??

本当ですね！見逃していました、、ありがとうございました！