Question

わらびもち

高校化学電池と電気分解の分野の鉛蓄電池に関する問題です。大問2の(2)の問題がわかりません。解説赤線部の、SO2分だけ質量が増加とはどういうことなのかがわかりません。お願いします🙇‍♀️

(ウ) マンガン乾電池に含まれる酸化マンガン(IV) は,放電時に還元剤としてはたらく。
(エ) 鉛蓄電池では, 放電するにつれて希硫酸の濃度が減少する。
(オ)燃料電池では, 負極で酸素が酸化され, 正極で水素が還元される。
[標準]
2 鉛蓄電池 鉛蓄電池について,次の各問に答えよ。
(1) 鉛蓄電池の放電時に負極と正極で起こる変化を,電子eを用いた式でそれぞれ表せ。
(2) 鉛蓄電池を5.0Aの電流で一定時間放電させたところ, 正極が6.4g増加した。このとき
の放電時間は何分何秒であったか。 ただし, ファラデー定数は, 9.65×10 C/mol とする。
(3)(2)の条件下で, 電解液である希硫酸内の硫酸 (モル質量98g/mol) は, 何g減少したか。
(4) 鉛蓄電池を充電するとき, 極板の酸化鉛 (IV) は外部の電源の正極と負極のどちらに接続
するか。
(5) 鉛蓄電池の充電時に両極で起こる変化をまとめて化学反応式で表せ。
基本
3 水溶液の電気分解()内に示した電極を用いて,次の各水溶液の電気分解を行ったとき,
陰極および陽極で起こる変化をそれぞれ電子e を用いた式で表せ。
(1) 水酸化カリウム KOH 水溶液
(2) 塩化カルシウム CaCl2 水溶液
(陰極と陽極はともに白金板)
(陰極と陽極はともに炭素棒)

が
したがって, 放電によって硫酸が消費されるので,希硫酸の
濃度は小さくなる。
(オ) 誤り。 燃料電池は負極で水素が酸化され, 正極で酸素が
還元される。
(
こ
2 (1) 負極:Pb+SO2 -
←
PbSO4 + 2e
正極 : PbO2 + 4H + + SO + 2e ¯
2-
か
PbSO4 +2H2O
(2) 64分20秒 (3) 20g
(4) 正極
(5)2PbSO4 +2H2O
←
Pb + 2H2SO4 + PbOz
で、
解説 (1) 鉛蓄電池では,負極 Pb, 正極 PbO2 ともに放電によ
り PbSO4 に変化する。
(2) (1) の正極の反応式から, 電子2mol が流れると, 正極は、
SO2 (式量 64) 分だけ質量が増加することがわかる。
正極が 6.4g増加したときに放電した時間をx [s] とすると,
次式が成り立つ。
6.4g
9.65×104C/mol×2×
-=5.0Axx[s]
64g/mol
x=3860秒=64分20秒
(3) (1) の反応式から,負極, 正極ともに電子2mol が流れると,
SO2を1mol ずつ, 計 2 mol 消費する。 (2) から,流れた電
6.4g
子
×2=0.20mol, 消費する H2SO4 (分子量 98)
64g/mol
の質量は次のようになる。
98g/mol×0.20mol=19.6g
解答

電気分解

Answer 1

✨ ベストアンサー ✨

🍇こつぶ🐡

正極はPbO2➡️PbSO4が付着し増加する。

増加分は、PbSO4(g)-PbO2(g)＝SO2(g)ということ🙇

わらびもち

すみません、なぜPbSO4分とはならないのですか？💦

🍇こつぶ🐡

繰り返しになりますが、
最初にPbO2(g)があります。
PbSO4(g)ができると、最初のPb分とO2分が溶け、その上にPbSO4がくっつく。

したがって、丸ごとPbSO4(g)分が増えるのでなく、
PbO2が反応して無くなった分できるから、
最初、解説したようにSO2(g)分だけ増える🙇

わらびもち

なるほど！やっとわかりました、ありがとうございます！！🙇‍♀️