Question

なごみ

この問題の(2)についてで、私は問題文に生じた酸素がと書かれていたので1番右の写真にあるような化学反応式になると思ったのですが、解答ではO2－が反応したと書いてあります。どこからそれが分かるのですか？回答よろしくお願いしますm(_ _)m

147 アルミニウムの生成 融解した氷晶石に酸化アルミニウムを加え,両電極に
炭素を用いて電気分解すると,陰極でアルミニウムが析出する。陽極では生じた酸素が
炭素電極と反応して二酸化炭素と一酸化炭素が発生し、 炭素電極が消耗する。
この電気分解によって, アルミニウムが1800g 析出した。 この電気分解に要した電
XX気量は何Cか。
(1)のとき, 陽極の消耗量は 1140gであった。 発生した二酸化炭素と一酸化炭素の物
質量の比を CO2:CO=1:
の形で求めよ。 ただし, 陽極で発生した酸素はすべ
て炭素電極と反応したものとする。
[東京工大]

しない。
147 (1) 1.9×10'C (2) 1:18
(1)〔陰極〕 AI3+ + 3e → Al
e-3mol が流れると Allmolが析出するから,流れた電気量は、
1800g -x3=1.93×10C≒1.9×10°C
27 g/mol
9.65 × 10°C/mol×
析出したA1の物質量
10
(2)〔陽極〕酸化物イオンが電子を失い,生じた酸素原子が陽極の炭素と
反応する。
C + 20² → CO2 + 4e-
C + O2 → CO + 2e
02-
4e¯
CO2 になった C を x [mol], CO になった C を y [mol] とすると,
陽極の消耗量について,
12g/molxx [mol]+12g/molxy [mol]=1140g
CO2になったCの質量
CO になったCの質量
流れた電気量について
9.65×10^C/mol×(4x+2y) [mol]=1.93×10'C
...①
...26
①式, ②式より, x=5.0mol, y=90mol
CO2 と CO の物質量の比=x: y=5.0:90=1:18
補足] イオン化傾向の特に大きいLi, K, Ca, Na, Mg, A1 の塩の水溶液
を電気分解すると, これらの金属のイオンはe を受け取りにく
いので, H2O がe を得てHz が発生し, 金属の単体は析出しない。
水溶液にしないで,塩化物 酸化物, 水酸化物などを融解し,炭
素などを電極に用いて電気分解すると,陰極に金属が析出する。
この方法は溶融塩電解 (融解塩電解) とよばれ,,これらの金属の
工業的製法として用いられている。 なお, 氷晶石は Na3 AIF。と表
される物質で,直接, 両電極の反応には関与しないが,氷晶石を
融解し,それに酸化アルミニウム (融点 2054℃) を少しずつ加え
ることにより, 1000℃以下で酸化アルミニウムを融解することが
できるようになる (融解する温度を下げる役割をしている)。

Ce
2C+02 200.
xual
Ce
E + O2
Jual
Coz