4図のような装置で, 一定の直流電流を流して電気分解を新
鉛蓄電池
うと,極板Dの質量が0.64g増加した。次の問いに答えよ。
(ただし,原子量はH=1.0, O=16, S=32, Cu=64, ファ
A
B
C
D
ラデー定数F=96500 C/mol)
Pt
Pt
Cu
Cu
(1)極板AとDで起こる反応をイオン反応式で示せ。
NaOH aq
CUSO4 aq
電解槽II
(2)(1)の2つの式の
子の
A:40H -
2H,O + O2 + 4e
電解槽I
D:Cu* + 2e" → Cu
Cu の析出
と、
(2) 極板Aで発生する気体の物質量は何 mol か。
析出した Cu は 0.64 g=64g/mol3D0.010 mol
A:40H →
2H。O + O。 + 4e
2
=0.0050 mol
4
5.0×10°mol
よって, 極板Aで発生する気体O。 は 0.010 mol×-
B:2Cu°* + 4e-
→ 2Cu
=5.0×10°mol
(3) 極板Aで発生する気体の質量は極板Bで発生する気体の質量の何倍か。
極板Bでは2H,O + 2e~→H2+ 20H~ なので, 物質量比は
よって、
Cu:O2=2:1
ちなみに、
Cu:e=1:2
極板 A(O。):極板B(Hg) =D2:4=1:2
よって、質量比は 32×1:2.0×2=32:4.0=8.0:1.0
8.0倍
(4) 極板Cの変化量は何gか。
(4)質量だけでなく。
増加か減少かを必ず
明記すること。
極板C:Cu → Cu?* + 2e
直列なので極板Cと極板DのCu変化量は同量である。 0.64g減少
(5) 流れた電気量は何Cか。
流れた電子は 0.010 mol×2=0.020 mol
よって求める電気量は 96500 C/mol×0.020 mol=1930 C
1.9×10°℃
(6)鉛蓄電池の負極の質量は何g増加したか。
鉛蓄電池の負極: Pb + SO,-
PBSO。 + 2e
よって電子0.020molが流れたとき, PBSO』 は 0.010 mol生成する。
純増加分は何gか?
SO。=32+16×4
=96 g/mol
ただし, Pb→ P6SO。 なので, 純増加分は SO。 の分。
96 g/mol×0.010mol=0.96g
0.96g
