化学
高校生
解決済み
【化学】銅の電解精錬問題です。
マーカーの部分がなぜそう言えるのか教えていただきたいです🙇♂️
(I)
b図1に示すように、不純物として亜鉛と銀のみを含む均一な粗銅を陽極,
純銅を陰極に用いて, 硫酸酸性の硫酸銅(II) 水溶液 500mLを電解液として
電気分解を行った。 電気分解後, 粗銅の下には 0.30gの沈殿物が生じてお
り, 純銅の質量は10.00g増加していた。 また, 水溶液中の銅(II)イオンの
濃度は 0.0200mol/L 減少していた。 このとき, 電気分解前と比べて粗銅の
質量は何g減少しているか。 最も適当な数値を、後の①~⑤のうちから一
つ選べ。 ただし, 電気分解による電解液の体積変化は無視できるものとする。
16 g
→cze
→
粗銅
純銅
OHO+MA
沈殿物
硫酸酸性の
硫酸銅(II) 水溶液
図1 銅の電解精錬
① 8.1
② 8.9
③ 9.5
④ 10.3
⑤ 11.1
b 粗銅板では Cu の溶解と同時に Cu よりもイ
オン化傾向が大きい Zn の溶解が起こる。
Cu → Cu2+
Cu2+ + 2e7
+2e
陽極
Zn
Zn2+ + 2e
一方, Cu よりもイオン化傾向が小さい Agは、単体
のまま電極の下に沈殿する。 この沈殿を陽極泥とい
う。また, 純銅板では, Cu の析出が起こる。
陰極 : Cu2+ + 2e → Cu
純銅板で析出した Cuのうち, 粗銅から溶解した
Cu の質量は,
500
10.00g-0.0200mol/Lx
LX64 g/mol
1000
= 9.36 g
また、水溶液中の減少した Cu2+の物質量は,粗銅
から溶解したZnの物質量と等しいので,溶解した Zn
の質量は,
0.0200 mol/LX
500
1000
LX65 g/mol = 0.65 g
よって, 粗銅の減少量は,溶解した Cu と Zn の質
量, および沈殿した Agの質量の合計なので,
9.36g + 0.65g+0.30g = 10.31g≒10.3g
16 ... ④
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