問題情報

単元鉛蓄電池
年度2007年度
問題番号化学Ⅰ-第2問-問5
配点a‐3,b‐4
計算問題
難易度難しい

正解

a ⑥

b ①

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解説

a 鉛蓄電池を放電するとき,どちらの電極もSO42-と反応してPbSO4へと変化します。

   Pb + SO42- → PbSO4 + 2e

   PbO2 + SO42- + 4H + 2e → PbSO4 + 2H2O

このとき,PbO2の鉛原子は酸化数 +4 → +2 と減少しているので,還元されています。

 また,両極の変化を辺々足し合わせると,次の化学反応式で表されます。硫酸H2SO4が消費されて減少していることがわかります。

   Pb + PbO2 + 2H2SO4 → 2PbSO4 + 2H2O

b 2molの電子eが流れたとき,1molのPbがPbSO4に変化しています。このとき,1molの「SO4」の分だけ重くなっています。つまり,質量は96g増加しています。

 PbO2の電極も同様に,2molの電子eが流れたとき,1molのPbO2がPbSO4に変化しています。このとき,1molの「SO2」の分だけ重くなっています。つまり,質量は64g増加しています。

 電極B(PbO2)が64g増加するとき,電極A(Pb)が96g増加します。簡単な比に直すと,電極Bが2g増加するごとに,電極Aが3g増加します。これを表している直線は①です。

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