Question

ぷりん🍮

電気分解のファラデー定数を使うこのような問題の時に陽極または陰極で電子の係数分を掛けるのに逆数を掛けるものとそのまま係数を掛けるものの違いはなんですか？
説明下手でごめんなさい🙇‍♀️
伝わりますか？

重要例題 9 電気分解の量的関係
図のように白金電極を用いて, 硫酸銅(ⅡI)水溶液の電気分解を行った。
2.00Aの電流を965 秒間流したところ, 陽極にアが生成し、その質
量は
イに当てはまる物質と数値の
空欄 ア
gであった。
組合せとして最も適当なものを、次の①~⑥のうちから一つ選べ。
H=1.0, 0=16,S=32, Cu=64, Pt=195, ファラデー定数 = 9.65×10
C/mol
ア
イ
ア
イ
(1) 銅 0.16 ④ 酸素 0.16
(2
銅
0.32 ⑤ 酸素 0.32
(3) 銅 0.64 6 酸素 0.64
考え方 電気分解の電極に白金を用いているので 水
溶液中のイオンまたは水分子が電気分解される。
[陰極] Cu²+ + 2e → Cu
[陽極] 2H2O → O2 + 4H+ + 4e ¯
陽極で生じる物質は酸素 O2 である。
生じたO2 の質量は,
2.00 A x 965s
9.65×104 C/mol
流れた電子の物質量係数の比
4
解答
白金電極
電源
白金電極
硫酸銅(ⅡI)水溶液
[2013 追試]
32g/mol = 0.16 g

白金電極
準 62. 電気分解 ①4分 図のように,電解槽A に 200mLの1mol/L
硝酸銀水溶液,電解槽B に 200mLの1mol/L 塩化銅(ⅡI)水溶液を入れ
て,電気分解の実験を行った。 次の問い (ab) に答えよ。
a この実験で一定の電流を流したところ, Bの銅電極の質量が
0.320g変化した。 このとき, Aの銀電極の質量の変化として最も
適当なものを、 次の①~⑤のうちから一つ選べ。 Cu=64, Ag=108
③変化なし
①1.08g増加 ②0.540g増加
b この実験に関する記述として正しいものを,次の ①~④のうちから一つ選べ。
① Aの白金電極から,水素が発生した。
② Aの白金電極を銀電極にかえると, その電極から酸素が発生する。
③Bの炭素電極から,塩素が発生した。
④ Bの炭素電極を銅電極にかえると, その電極から酸素が発生する。
銀電極
電源
AXT I
炭素電極
硝酸銀水溶液
電解槽A
④ 0.540g 減少 ⑤ 1.08g 減少
TH
[塩化銅(II)水溶液
電解槽B
銅電極
[2012 本試
電池と電気分解

62 a ① b ③
電解槽A,電解槽Bの陰極 陽極の反応は,それぞれ次
のようになる。
a
電解槽 A
[陰極 (Ag)]
[陽極 (Pt) ]
電解槽B
Ag+ + e → Ag
2H2O → O2 + 4H+ + 4e-
[陰極 (Cu)]
Cu²+ + 2e-
→ Cu
[陽極 (C) ] 2C1] → Cl2 + 2e
図では電解槽が直列に並んでいるので,電解槽A,
電解槽Bに流れる電流量は同じであり, 流れた電子
の物質量も同じである。 電気分解を行うと、Bの銅
電極では銅が析出するので、質量は 0.320g増加す
る。このとき流れた電子の物質量は,
0.320g
64g/mol
K2=1.00×10-2 mol
このときAの銀電極では銀が析出し、質量が増加す
る。 析出した銀の質量は,
108g/mol×1.00×10mol=1.08g
よって,銀電極の質量は,1.08g 増加 (①する。
b
① 誤り。 『Aの白金電極から、水素が発生した。』
xxxx
Aの白金電極からは, 酸素が発生する。
② 誤り。 『Aの白金電極を銀電極にかえると,そ
の電極から酸素が発生する。』
XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX
Aの白金電極は陽極であり、 酸化反応が起こる。
Aの白金電極を銀電極にかえると,電極自身が
酸化されて Ag + になり, 電極が溶ける。
③ 正しい。 Bの炭素電極は陽極であり, 酸化反
応が起こるので, CI が酸化されて塩素が発生
する｡
④ 誤り。『Bの炭素電極を銅電極にかえると,そ
の電極から酸素が発生する。』
xx
XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX
Bの炭素電極は陽極であり, 酸化反応が起こる。
Bの炭素電極を銅電極にかえると,電極自身が
酸化されて Cu²+ になり, 電極が溶ける。
よって,正しいものは、③。
61
63

Answer 1

✨ ベストアンサー ✨

零

1枚目は電子の物質量からO₂の物質量を求める計算です。電子とO₂の物質量の比は係数比に等しく、4:1です。O₂の物質量は電子の1/4なので、電子の物質量に1/4をかけることで求められます。

3枚目は、Cuの物質量から電子の物質量を求める計算です。電子とCuの物質量の比は係数比に等しく、2:1です。電子の物質量はCuの2倍なので、Cuの物質量に2をかけることで求められます。

単純に係数をかけているわけではありません。係数比が物質量比に等しいことを利用して、比を用いて物質量を計算しているのです。

ぷりん🍮

では単体や化合物の物質量を求める時は電子の逆数、電子の物質量を求めるときは電子の係数って覚えるのはだめですか？

零

それだと単体や化合物の係数が1より大きいときに間違ってしまいます。

覚えるべきは、
①物質量比=係数比
②比の計算
です。
比の計算の基本は、
A:B=C:D
です。
AD=BC
A=BC/D
と計算してもいいし、
A/B=C/D
A=BC/D
と計算してもいいでしょう。
何はともあれ最初に比の関係を見抜くことが重要です。

ぷりん🍮

やっぱり公式的に覚えるのでは危ないですよね💦
比の関係ですね！
そこに気をつけながら頑張ります！
ありがとうございました！！