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例題 4 ファラデーの法則
白金電極を用いて, 硝酸銅(ⅡI)水溶液を0.50Aの電流で1時間4分 20
秒間電気分解した。 ファラデー定数を 9.65×104C/mol として次の問
いに有効数字2桁で答えよ。
(1) この電気分解で流れた電子は何mol か。
1 (3) 陰極で生成する物質の化学式とその質量(g) を答えよ。
(2) 陽極で発生する気体の化学式とその物質量を答えよ。
FACE
(1) 流れた電気量は, Q[C] = i[A] × t[s]より, HE
0.50A × ( 64 × 60 +20) s = 1930C
電子1mol当たりの電気量の大きさは9.65 × 104C/mol であるから,
流れた電子の物質量は,
大
1930 Cal
-=2.0×10-2mol
9.65 × 104C/mol
2.0×10-2mol答
(2) 陽極で起こる反応は,次のようになる。
陽極 2H2O O2 + 4H + + 4e_
4mol で O2 (分子量 32) が 1mol 生成するので,
1
0.020 mol× =5.0×10-3mol
の量 (mol)
(3) 陰極で起こる反応は,次のようになる。
陰極 Cu²+ + 2e - → Cu
O2, 5.0×10-3mol答
2mol で Cu (原子量 63.5) が 1mol 生成する。
したがって、陰極で生成する物質とその質量は,
63.5g/mol ×0.020mol×12=0.635g
Cu のモル質量 e-の量 (mol)
Cu の量 (mol)
Cu, 0.64g
類題 4 炭素電極を用いて, 塩化銅(ⅡI)水溶液を0.500Aの電流で電気分解した
ところ,陰極に 1.27gの銅が析出した。発生する気体は水に溶解せず,
ファラデー定数は 9.65×10C/mol として,次の問いに答えよ。
(1)流れた電子は何 mol か。
(2)陽極で発生した気体の体積は標準状態で何Lか。
(3)電気分解していた時間は何秒間か。
