高校化学「電池と電気分解」硫酸銅水溶液の電気分解�A

高校化学「電池と電気分解」硫酸銅水溶液の電気分解�A

◆問題

白金電極を用いて、硫酸銅(�U)水溶液を３２分１０秒間電気分解すると、陽極から標準状態で３３６ｍＬの気体が発生した。ファラデー定数を９．６５×１０⁴として次の問いに答えよ。

(1) 各極での変化を電子ｅ^-を用いた反応式で表せ。

(2) 流れた電気量と電流を求めよ。


(2)の解答解説はお知らせの下


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◆解答解説

(1)で求めたように各極での変化は以下のようになります。

陰極：Ｃｕ²⁺＋２ｅ^-→Ｃｕ
陽極：２Ｈ₂Ｏ→Ｏ₂＋４Ｈ⁺＋４ｅ^-

この反応が起こった結果、陽極で気体つまり酸素が３３６ｍＬ発生した。ことになります。

気体は１ｍｏｌで２２．４Ｌだから、３３６ｍＬは０．３３６／２２．４＝０．０１５ｍｏｌ

つまり、発生した酸素は０．０１５ｍｏｌです。
反応式から、電子の物質量は酸素の４倍だから、流れた電子は０．０６０ｍｏｌであることがわかります。

１ｍｏｌの電子が流れると、９．６５×１０⁴Ｃの電気量になります。
０．０６０ｍｏｌならば、

　０．０６０×９．６５×１０⁴
＝０．５７９×１０⁴
＝５．７９×１０³[Ｃ]

これだけの電気量が流れたことになります。

続いて電流を求めます。
３２分１０秒つまり、１９３０秒電流を流したら、５．７９×１０³Ｃの電気量が流れたことがわかりました。

電気量＝電流×時間だから、求める電流をＩとすると、

５．７９×１０³＝１９３０Ｉ

あとはコレを解きます。

Ｉ＝５７９０／１９３０
　＝３

有効数字を３桁とすれば、求める電流は３．００Ａ


次の問題→陰極に析出する物質の質量


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