化学
高校生
解決済み

電池の問題についてです。電解槽ごと?に水の電解式が出ると思うのですが、(この場合だと①と③)なんでこれが水の式だと分かるのですか?語彙力なくてすみませんなんで①が水の式、②が銀の式、③が水の式、④が水素?の式になるかが分からないってことです。あと、電解槽Iでは硝酸銀なのになんで銀、電解槽Ⅱでは希硫酸なのに水素で考えるのですか?長々と失礼しました。電池がほんと苦手なので分かりやすく教えていただけると嬉しいです。

①2H2O→O2➕4H+➕4e-
②Ag+➕e-→Ag
③ 2H2O→O2➕4H+➕4e-
④2H+➕2e-→H2

- A 4 物質の変化と平衡に関する以下の問いに答えよ。 次の(1)~(3)の文中の 【22】~【28】 に最も適するものを,それぞれの解答群の中から1つずつ選べ。 (1) 次の図のように、電解槽Iと電解槽IIを直列につないだ電解装置を組み立てた。 電解槽に は硝酸銀水溶液,電解槽IIには希硫酸を入れ, 電極をすべて白金板とし,電流を10.0Aに保 ちながら電気分解を行ったところ, 電解槽Iの陰極に 5.40gの物質が析出した。このとき流れ た電気量は 【22】 C であり,この電気分解に要した時間は 【23】 秒である。 また,電解槽IIの両 極から発生した気体の合計の体積は,標準状態 (0℃, 1.013×10 Pa)で【24】 Lである。 ただし 標準状態での気体のモル体積は22.4L/mol, 原子量は Ag=108, ファラデー定数は9.65× 10C/mol とする。 また, 電解槽Iの陰極では金属イオンのみが還元されるものとし、 発生し た気体は電解液に溶けることはないものとする。 #100 可変抵抗器 A H2O + ○2 3 白金板 5.40gx108g/ml 10855.405 432 18 0.05mol 白金板 白金板 白金板 Pt 硝酸銀水溶液 5,409 希硫酸 電解槽 I 電解槽 Ⅱ ろ

回答

✨ ベストアンサー ✨

まず、電解槽Ⅰ、Ⅱどちらも電気分解(可変抵抗の右に直列2つの電池があるから)。

電気分解では、陽極(➕極)が酸化反応、陰極(➖極)が還元反応。
したがって、①③が酸化反応、②④が還元反応が起こる。
すべて白金電極だから、白金は変化せず、溶液だけ考える。

➖イオンであるⅠの硝酸イオンやⅡの硫酸イオンより水酸化物イオンが酸化されやすいので、①③は水酸化物イオンが酸化されるのだが、溶液が酸性だから、水を分解し酸素が発生する。

➕イオンは還元反応する。
電解槽Ⅰの銀イオンは還元され銀となり、②電極に析出する。
電解槽Ⅱの水素イオンは還元され水素となり、④電極から発生する。

電気分解は陽極は酸化、陰極は還元反応、
白金電極は水溶液だけ考える。

白金電極でない場合はケースバイケースで電極からまず考える🙇

🍇こつぶ🐡

追加補足
①③は硝酸イオン、硫酸イオンの代わりに水酸化物イオンの式をまず考える。

すると、4OH- ➡️O2 +2H2O+4e-
酸性はOH-が少ないのでOH-を消すため、両辺に4H+を足すと、
4H+ +4OH- ➡️O2 +2H2O +4H+ +4e-
この左辺を4H2Oにして、右辺の2H2Oと消去すると、
4H2O➡️O2 +2H2O +4H+ +4e- から
2H2O➡️O2 +4H+ +4e-……①③と変形する。

これが、
①③2H2O→O2➕4H+➕4e-の作り方であり、
水が反応するからくり🙇

ぷーた🎀

ありがとうございます!!😭

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