MTI
一般的な燃料電池の構成は,次のように表される。 下の各問いに答えよ。
(-) Pt. H2/H3PO4aq | O2 ・Pt (+)
OTS
① 放電するときに,正極と負極でおこる変化を,それぞれ電子 e" を含む式で表せ。
②② 放電するときにおこる変化を、1つの化学反応式で表せ。
est
(3) 1.93×10°Cの電気量を得るために消費される水素は,標準状態で何mL か。
考え方
(1) 燃料電池の正極
活物質は酸素 O2,
負極活物質は水素
見保
H2 である。
(2) (1) の各反応式を,
電子 e- が消えるよ
うに組み合わせる。
(3) 負極の反応式か
ら, H2 と e- の物質
量の関係を求める。
elmol の電気量は,
9.65×104C である。
問題 274
解答
R
(1) 正極:O2+4H + + 4e → 2H2O
負極 : H2
2H+ +2e¯
...2
(2) ① +②×2 から, 放電時の変化を表す反応式が得られる。
2H2+O2
2H2O
... ③
(3) 1.93×10°Cの電気量に相当する電子の物質量は,
NHEYC
=2.00×10-2mol
1.93 × 10°C
9.65×104C/mol
②式から, 2mol の電子が流れたときに消費される水素は1mol
なので, 2.00×10-mol の電子を取り出したときに消費される水
素は1.00×10-2 mol である。 したがって, 標準状態における水素
の体積は,次のように求められる。
22.4×103mL/mol×1.00×10-2mol=224mL