Question

けんた

どうして黒線で引いたところが成り立つのかイメージできません。

(2) ニッケルのみを不純物として含む粗銅を陽極, 純銅を陰極とし, 硫酸で酸性に
した 0.50 mol/Lの硫酸銅(II) 水溶液100mLを電解液に用いて電気分解を行っ
たところ,陰極では銅のみが6.35g析出し, 電解液中の銅(II)イオンのモル濃
度が0.40mol/Lになった。 また, 各電極において気体の発生はみられなかった。
この電気分解において,陽極から溶け出した銅 Cu とニッケル Ni の物質量はそ
れぞれ何molか。 四捨五入により有効数字2桁で記せ。 ただし,原子量は
Ni=58.7, Cu=63.5 とする。

陽極および陰極での変化は,次のようになる。
陽極: Cu → Cu2+ + 2e¯
Ni → Ni2+ + 2e_
陰極:Cu2+ + 2e¯ → Cu
(3
④
5
陽極から溶け出した Cuの物質量を x[mol], Ni の物質量をy
[mol] とする。
陰極で析出した Cu の物質量は,
6.35 g
-= 0.100 mol
63.5g/mol
陽極で流れたe の物質量と,陰極で流れたe の物質量は等し
いので, 式 ③ ~式 ⑤ より,
x[mol]×2+y[mol] ×2=0.100mol×2
6
また,陰極で Cu が析出すると, その分だけ電解液中の Cu2+が
減少し, 陽極から Cu が溶け出すと, その分だけ電解液中の Cu2+
が増加する。 つまり,陰極で析出した Cuの物質量と陽極から溶け
出した Cuの物質量の差は、電解液中で減少した Cu2+の物質量に
等しい。 よって,
0.100 mol-x[mol]
=0.50mol/Lx
100
1000
100
L-0.40mol/Lx- L ⑦
1000
式 ⑥, 式 ⑦より、
x=0.090 mol, y = 0.010mol

Answer 1

✨ Jawaban Terbaik ✨

🍇こつぶ🐡

電解精錬の問題では、普通ならば、陽極で溶けた分が陰極に析出しますで終わりなのですが、この問題の場合は面倒。それは、電解液の濃度変化も考えよということ。

最初の電解液濃度が0.50mol/Lで、変化後も同じ濃度なら、陽極が溶けた分だけ陰極に析出で終わりなのですが、今回は0.40mol/Lと薄まっています。すると、陽極が溶けた分だけ陰極に析出ではなく、最初の電解液の硫酸銅中の銅イオンも析出している訳です。

だから、析出した量＝溶けた陽極の量➕電解液中の析出に関係した量になるから、
析出した量➖溶けた陽極の量＝電解液中の析出に関係した量ということになります🙇

けんた

理解できました！！
ありがとうございます！