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化学 高校生

化学です。自分の解き方では答えが出ない理由を教えてください。(分母を溶媒に着目したやり方です)

例題 11 CuSO5H2O の溶解と析出 > 56,57 解説動画 例 硫酸銅(II) CuSOは水100gに対して,20℃で20g,60℃で40g 溶けるとする。 また, CuSO4=160, H2O=18 とする。 (1)60℃の水 50gに,硫酸銅(II) 五水和物 CuSO4・5H2Oの結晶は何g 溶けるか。 (2)60℃の飽和溶液90gを20℃まで冷却すると, CuSO4・5H2O は何g析出するか。 指針 水和物を溶かすと水和水は溶媒に加わり,水和 物が析出するときは溶媒の水の一部が水和水になっ 60°C 20°C 冷却 て失われる。 y[g] 溶質の質量 〔g〕 飽和溶液の質量 〔g〕 S 100g+S (S: 溶解度) 飽和溶液 90g 90g-y[g] 溶質 (CuSO) 解答 (1) 溶ける CuSO4 5H2O (式量:250) の質量を 160 x [g] とすると,そのうち CuSO4 は x [g]。 180 78 は 20℃ の飽和溶液なので, 7 180g 160y[g] 250 180 250 160 160 -x[g] 250 50g + x [g] 40 g 100g+40g x = 40g 答 (2)60℃ の飽和溶液 90g に含まれる CuSO4の質量を 7 250 90g-y [g] CuSO5H2O のような水和物の溶解度の問題では, 結晶の析出時に溶媒の質量が変化するため, g- - 20 g 100g+20g y = 23g x' [g] とすると, x' [g] 40g_ 180 x' = g 7 == 90g 140g CuSO4・5H2O がy [g] 析出したとき,析出した結 160 250 晶中のCuSO はony [g] で,結晶析出後の溶液 析出量 S2-S1 飽和溶液の質量 100g+S2 (S1, S2 溶解度 (S2> Si の公式を用いることができない。

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化学 高校生

(2)で、粗銅中の銅とは電気分解後に残った陽極の120gに含まれている銅の割合では無いのですか?電気分解後に陽極から剥がれたものも粗銅を指すのですか?

(II) 水溶液 20.0 a (c) Q a 146 (1)77g (2)83% [極] Cu と Cu よりイオン化傾向の大きい Ni が溶解する。 Cu → Cu2+ + 2e Ni Ni2+ + 2e¯ [陰極] Cu2+ が多量にあるため, Cu よりイオン化傾向の大きい Ni は析 出せず, Cuだけが析出する Cu2+ + 2e- → Cu (1) Q[C]=i[A]xt 〔s〕 より, 流れた電気量は9.65A×(400×60)sで, eの物質量は, 9.65A × (400×60)s 9.65 × 10C/mol -=2.40mol e2molが流れると Culmolが析出するから,析出する Cuは 2.40 2 mol で, その質量は, 64g/molx 2.40 2 mol=76.8g≒77g (2)陽極の質量減少量 200.0g-120.0g=80.0g は, 「溶解した Cu と Ni の質量」と「はがれ落ちた Agの質量」の和である。Ag(=陽極泥) は 4.0gであるから,溶解した Cu と Ni の質量の和は 80.0g-4.0g=76.0g となる。 これに含まれる Cuの物質量をx [mol], Ni の物質量を y [mol] とすると, 64g/molxx [mol]+59g/mol × y[mol]=76.0g …① Cu, Ni ともe-2molが流れると1mol が溶解するから,流れたe- と Cu, Ni の物質量について, x[mol]×2+y[mol]×2=2.40mol ①式,②式より,x=1.04mol, y=0.16mol ② 11 Ni は しない 銅 80.0g中の銅の質量は, 64g/mol×1.04mol であるから,銅の ときに 溶液中 用いら 銅の だけ 少す 146 粗銅の組成 ニッケルと銀を含む粗銅 200.0g を陽極に, 純銅 て硫酸銅(Ⅱ) 水溶液中で電気分解を行った。 9.65Aの電流を400分間流 陽極の質量が120.0gとなり, 陽極の下に不溶物 (陽極泥) が 4.0g沈殿し 陰極の質量は何g増加したか。 粗銅中の銅の質量の割合は何%か。 250 [東]

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