高校化学「電気分解」「硫酸銅」(1)解答

高校化学「電気分解」「硫酸銅」

白金電極を用いて、硫酸銅(�U)水溶液を１．０Ａの電流で４０分１３秒間電気分解を行った。次の問いに答えよ。

(1) それぞれの電極で起こる変化をイオン反応式で表せ。

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まず陰極から考えるとわかりやすいです。

陰極は要するにマイナスなので、水溶液中の陽イオンが陰極付近に集まってきます。
すると、陰極の電子を受け取って、陽イオンが安定した状態になる。
ということができます。


解答解説の続きはこのページ下に掲載します。


センター過去問




硫酸銅(�U)水溶液中の陽イオンは、Ｃｕ2+なので、陰極では「Ｃｕ2+が電子を受け取ってＣｕになる」反応が起こっているはずです。

つまり陰極での反応は、

Ｃｕ2+＋２ｅ-→Ｃｕ

ですね。

次に陽極について考えます。
硫酸銅(�U)水溶液中のイオンは、Ｃｕ[2+]とＳＯ4[2-](硫酸イオン)ですね。硫酸イオンも陰イオンなので、陽極に接近していきますが、硫酸イオンよりもＯＨ-の方が酸化されやすいので、陽極では水中に常に存在するＯＨ-が反応する。と理解できます。

つまり陽極での反応は、

４ＯＨ-→２Ｈ2Ｏ＋Ｏ2＋４ｅ-

さらに、水溶液中にはＨ+も一定量存在するのでさらに両辺に４Ｈ+を加えると、

４Ｈ+＋４ＯＨ-→２Ｈ2Ｏ＋Ｏ2＋４Ｈ+＋４ｅ-
　　　４Ｈ2Ｏ→２Ｈ2Ｏ＋Ｏ2＋４Ｈ+＋４ｅ-
　　　２Ｈ2Ｏ→Ｏ2＋４Ｈ+＋４ｅ-

となります。


次の問題→(2) この電気分解で流れた電気量は、電子何ｍｏｌに相当するか求めよ。


◆関連項目
電気分解、硫酸銅


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