Question

わ。

マーカーを引いた部分は問いには関係ないということでしょうか？

?
④ 13.4
⑤ 80.4
木
[2013 本試
SAL
64. 燃料電池を用いた電気分解 4分 図に示すように,
水素を燃料とする燃料電池と質量100gの銅板2枚を電極
とする電気分解装置を接続して, 0.5mol/L 硫酸銅(II)水
溶液1.0Lの電気分解を行った。この燃料電池の負極では,
水素が水素イオン H+ となって電子を放出している。
H2
金白
負極
電解液
燃料電池
1
O2
硫酸銅(II)水溶液
電気分解装置
この実験において, 燃料電池で消費した水素の0℃,
1.013×10 Pa における体積[L]と銅電極4の質量[g]の関係を示すグラフとして最も適当なものを、次
の①~⑥のうちから一つ選べ。 ただし, 水素が放出した電子は,すべて電気分解に使われるものとする
Cu=64
200
200
150
Aの質量[g]
100
50
Aの質量[g]
150
100
50
0'
5 10 15 20 25
5
10 15 20 25
水素の体積 [L]
水素の体積 [L]
④
200
⑤ 200
150
Aの質量[g]
150
100
50
1
0'
5 10 15 20 25
水素の体積 [L]
Aの質量[g]
100
50
5 10 15 20 25
水素の体積 [L]
\fom ICO Im 00S 8
③ 200
150
Aの質量[g]
100
50
5 10 15 20 25
水素の体積 [L] 0
80.10
⑥ 200
Aの質量[g]
150
100
BOK O
50
5 10 15 20 25
水素の体積 [L]
[2011

64 ⑥
[負極] H2 —
→
燃料電池の負極と正極の反応はそれぞれ次のようになる。
2H+ + 20¯
[正極] O2 + 4H + + 4e¯
→
2H2O
燃料電池の正極につながる銅電極Aは陽極であり,燃料
電池の負極につながる銅電極Bは陰極である。 電気分解
の陰極陽極の反応は,それぞれ次のようになる。
→ Cu
[陰極] Cu2++ 2
[極] Cu
Cu2+ + 2e¯
燃料電池の負極の反応式より、係数の比=物質量の比
から,流れた電子の物質量は消費した水素の物質量の2
倍である。 燃料電池で消費した水素の体積(0℃,
量の比であ
H2 が 電
子e が
量の比は、
H2 の
したがっ
あるの
となっ
よって
b 各電極
ではA
が増
1013×10Pa) をx[L] とすると, 発生した電子の物質量
は
x[L]
x2=
22.4 L/mol
x
11.2
mol
たと
に求め
発生した電子はすべて電気分解に使われるので,銅電極
Aの質量変化は,陽極の化学反応式の量的関係より,
x
64g/molx [mol] ×1/2=2.857.x [g] = 2.9x[g]
11.2
36 第2編 第5章 電池と電気分解
増力
量
と、

がe-2mol を受
｣ 1mol分の
白金電極Cの質
例えば,電極B
Cの質量は 10g
加量[g] の関係を
したがって, 銅の質量は 2.9x [g] 減少する。 反応前の鋼
板の質量は100gなので, 銅電極Aの質量をとす
ると、次の関係式が成りたつ。
y=100-2.9x
よって、グラフとして最も適当なものは、⑥。
別解 電気分解が進む (燃料電池の水素の消費量が増加す
ある)につれて,電極Aでは Cu が溶け出して質量が減少するか
ら、適当なグラフは, ⑤ または⑥である。そして,反応式が
ら燃料電池の負極でH21mol (0℃, 1.013×10 Paで22AL)
を消費するとき, 電極Aでは Cu1mol (64g) が溶け出す。こ
の関係を示すグラフは, ⑥である。
した
極 D
る直
よっ
66
電池の
10

Answer 1

✨ Jawaban Terbaik ✨

🍇こつぶ🐡

Aは減るから関係ないです。

電極Bなら増加するから、電解液の硫酸銅molが関係しますが🙇