問題情報

年度2015年度
試験本試験－化学
問題第2問－問4
単元電気分解
配点a‐3点
b‐4点
計算問題○
難易度普通

正解

a　②　0.50

b　⑥　電解槽Ⅰの陽極‐銅が溶解した　電解槽Ⅱの陽極‐酸素が発生した

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解説

a　「電気量〔C〕」または「流した電子の物質量〔mol〕」で方程式を立てましょう。化学計算の基本は物質量なので，ここでは「流した電子の物質量〔mol〕」で方程式を立てます。

　まずは，電流〔A〕と通電時間〔秒〕から電気量〔C〕を求め，これをファラデー定数〔C/mol〕で割ることで，流した電子の物質量〔mol〕を表します。電流をI〔A〕とおくと，流した電子の物質量は次のように表すことができます。
　　　I×1930/96500

　次に，析出した銅の質量〔g〕から電子の物質量を求めます。0.32gの銅（原子量64）は，0.0050molです。また，次の反応式から，流した電子の物質量〔mol〕は銅の物質量〔mol〕の2倍の0.010molです。
　　　Cu2＋　＋　２e－　→　Cu

　2つの方法で求めた電子の物質量〔mol〕は，同じ現象についての値なので，等しくなります。よって，次の方程式が成り立ち，I＝0.50となります。
　　　I×1930/96500＝0.010mol

b　電気分解の問題では，電極でおこる反応を判断することが重要です。電解液や電極として存在する物質やイオンのうち，陰極では電子を受け取りやすいものが，陽極では電子を放出しやすいものが反応します。

　電解槽Ⅰの陽極では，次のように反応して銅が溶解します。
　　　Cu　→　Cu2＋　＋　２e－

　電解槽Ⅱの陽極では，次のように反応して酸素が発生します。
　　　２H2O　→　O2 　＋　４H＋　＋　４e－

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問題「電気分解」の問題
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