Question

でぐ

(4)
水が増加している分は足さなくて大丈夫なんですか？

[A]xt[s]の
SC=A'sと判
る。
中では、次の変
っている。
→HCIO+HC
C/mol である。
304.電池と電気分解
解答 (1) 電極A PbO2+4H++ SO² +2e-
電極D:2CI Cl2+2e-
→ PbSO +2H2O
(2) 増加する。 +0.48g (3) 9.7×10秒 (4) 減少する, -0.80g
電極Cに銅が析出したので, 電極Cでは次の変化がおこっている。
とDは、塩化銅(Ⅱ) CuCl2 水溶液の電解槽の陽極または陰極である。
解説 (1) 電極AとBは鉛蓄電池の正極または負極であり、 電極C
電極C:Cu2+ +2e-
Cu
したがって、電極Cは陰極であることがわかり, 電極Dは陽極である。
電池の正極が接続された電極が陽極, 負極が接続された電極が陰極なの
で、電極Aが鉛蓄電池の正極, 電極Bが負極となる。
電極A~Dの各変化は,次のように表される。
A: 正極 PbO2+4H++SO2 +2e
B:負極 Pb+ SO-
C: 陰極 Cu2++2e-
D : 陽極2CI→ Cl2+2
PbSO4+2H2O ...
PbSO4+2e-
Cu
⑧HO
(2) 電極Cに銅Cu (モル質量 64g/mol) が0.32g析出したので,この
とき電解槽に流れた電子の物質量[mol] は,③式から,次のようになる。
0.32gx2=0.010mol
64 g/mol
②式から、鉛蓄電池の放電によって, 電極 B の Pb が PbSO4 に変化する
ため、2molの電子が流れると,その質量はSO4 (モル質量 96g/mol)の
1mol に相当する 96g 増加する。 したがって, 0.010mol の電子が流れた
とき、電極Bの質量の増加分は,次のように求められる。
96 g
-×0.010mol=0.48g
2 mol
(3) 電気分解で流れた電子は 0.010mol なので, その電気量は, ファラ
デー定数から, 9.65×104C/mol×0.010mol=9.65×10°Cである。 流れ
た電流が 0.10A なので、 電気分解を行った時間を f[s] とすると,
9.65×102C=0.10Axt[s]
t=9.65×10s
(4)鉛蓄電池の放電の前後で,電極 A,Bの質量変化から,溶液の質量
変化を考える。 (2) から, 放電の前後で電極 Bの質量は0.48g増加する。
また、①式から,放電によって、電極 A の PbO 2 が PbSO』に変化するた
め, 2molの電子が流れると,その質量はSO2 (モル質量 64g/mol)の
1molに相当する64g増加する。 したがって, 0.010molの電子が流れた
とき、電極Aの質量の増加分は,次のように求められる。
64g
2 mol
-×0.010mol=0.32g
放電後の鉛蓄電池の両極の質量増加分は0.48g+0.32g = 0.80g となる
ので 希硫酸の質量変化は0.80gの減少となる。
① ① ② 式で生じた
PbSO はそのまま電
に付着するため、 極板の
質量はいずれも増加する
②極板の質量増加分
液の質量減少分に相
る。

思考
304. 電池と電気分解鉛蓄電池を電源として, 0.10A
の電流を一定時間流して塩化銅(II) 水溶液を電気分解
すると、電極Cに銅が0.32g 析出した。 次の各問いに
答えよ。 ただし, Cu の原子量は64とし, 計算問題は
有効数字2桁で答えよ。
抵抗
電流計
A
スイッチ
C
A
(1)電極Aと電極Dでおこる反応をe を含むイオ
ン反応式で示せ。
|Pt
103
Pt
希硫酸
塩化銅(Ⅱ)水溶液
(2) 電気分解の前後で,電極Bの質量は増加するか
または減少するか。 また, その変化量は何gか。
鉛蓄電池
電解槽
(3) 電気分解を行った時間は何秒か。
(4) 電気分解の前後で,鉛蓄電池内の溶液の質量は増加するか、 または減少するか。 ま
その変化量は何gか。
(17 九州工業大 改)