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化学 高校生

(4)では水の分質量は増加しないのですか?

平 117. 電池と電気分解 解答 (1)電極A:PbO2+4H++ SO-+2e__ PbSO4+2H2O → 電極D:2C1 → Cl2+2e- (2) 増加する, +0.48g (3) 9.7×10秒 (4) 減少する, -0.80g 解説 (1) 電極AとBは鉛蓄電池の正極または負極であり, 電極C とDは,塩化銅(II) CuCl2 水溶液の電解槽の陽極または陰極である。 電極Cに銅が析出したので、 電極Cでは次の変化がおこっている。 → Cu 電極C : Cu2+ したがって、電極Cは陰極であることがわかり 電極Dは陽極である。 電池の正極が接続された電極が陽極, 負極が接続された電極が陰極なの で,電極Aが鉛蓄電池の正極, 電極 Bが負極となる。 Am 電極A~Dの各変化は,次のように表される。 A: 正極 PbO2+4H++SO2e PbSO4+2H2O ●①,②式で生 B:負極 Pb+ SO- PbSO4+2e- C: 陰極 Cu2+ +2e- → Cu ③ D : 陽極 2CI→ Cl2+2e- ...④ PbSO4 はそのまま に付着するため、 質量はいずれも増加す (2) 電極Cに銅 Cu(モル質量 64g/mol) が 0.32g析出したので,この とき電解槽に流れた電子の物質量 [mol] は, ③式から,次のようになる。 0.32 g 64 g/mol ×2=0.010mol ②式から,鉛蓄電池の放電によって, 電極 B の Pb が PbSO4 に変化する ため, 2molの電子が流れると,その質量は SO4 (モル質量 96g/mol)の 1mol に相当する96g 増加する。 したがって, 0.010molの電子が流れた とき,電極Bの質量の増加分は,次のように求められる。 NHO E 96g 愛の2mol -×0.010mol=0.48g (3) 電気分解で流れた電子は 0.010mol なので,その電気量は,ファラ デー定数から, 9.65×104C/mol×0.010mol=9.65×102C である。流れ た電流が 0.10A なので, 電気分解を行った時間を [[s] とすると, t=9.65×10s 9.65×102C=0.10Axt[s] (4) 鉛蓄電池の放電の前後で, 電極 A,Bの質量変化から,溶液の質量 変化を考える (2) から, 放電の前後で電極 Bの質量は0.48g増加する。 また, ①式から,放電によって, 電極AのPbO2 が PbSO4 に変化するた め, 2molの電子が流れると,その質量はSO2 (モル質量 64g/mol) の 1mol に相当する64g 増加する。 したがって, 0.010mol の電子が流れた とき,電極Aの質量の増加分は,次のように求められる。 JmS.11 In00ASS 101x00) xA01.0 ②極板の質量増加分 液の質量減少分に相当 る。 64g_ ×0.010mol=0.32g 2 mol 放電後の鉛蓄電池の両極の質量増加分は 0.48g+0.32g = 0.80g となる ので,希硫酸の質量変化は0.80gの減少となる。 00-

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化学 高校生

[考え方]のところに赤字でBa(OH)2がHClで中和と書いてあるのですが、残っているのはBaCO3でBaCO3がHClで中和されるのではないのですか?

発展例題11 二酸化炭素の定量 Na2C るこ 各反 空気中の二酸化炭素の量を測定するために, 5.0×10-3mol/Lの水酸化バリウムを調 100mLに0℃, 1013 × 105 Paの空気10Lを通じ, 二酸化炭素を完全に吸収させ 応後の上澄み液10mLを中和するのに, 1.0×10-2mol/Lの塩酸が7.4mL必要です もとの空気 10L 中に含まれる二酸化炭素の体積は0℃, 1.013 × 105 Paで何ml 考え方 ■解答 二酸化炭素を吸収したときの 変化は,次式で表される。 吸収したCO2 を x [mol] とすると, 化学反応式から 158 Ba (OH)2の物質量は次のようになる。 実 Ba (OH)2 + CO2 5.0×10-3 × → BaCO3+H2O 100 1000 -mol-x この反応後に残っている 反応後の水溶液100mL から10mL を用いたので、 実 Ba (OH)2がHCI で中和され る。 Ba (OH)2 は2価, 2x (5.0×10-3× 100 1000 HCI は 1価である。 ■別解 =1×1.0×10-2x これより, x=1.3×10-4mol となり, CO2 の体積は, mol-xx- 10 100 実 水溶液中のCO2 2価の酸である炭酸H2CO3 と考えると,全体の中和につ いて次の関係が成立する。 酸が放出する H+ の総物質量 =塩基が受け取る H+ の総物 質量 22.4×103mL/mol×1.3×10-4mol=2.91mL=2.9ml ■別解 上澄み液10mLと中和する塩酸が7.4ml XI 溶液100mL を中和するために必要な塩酸は74mLである 収したCO2 を x [mol] とすると, CO2 と HCI が放出した ( 総物質量は,Ba (OH)2 が受け取ったH+の総物質量と等 2xx+1×1.0×10-2 × 74 100 1000 mol=2×5.0×10-3x- したがって, x=1.3×10ml 1000 X

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