✨ ベストアンサー ✨
酸素:水素=1:2で、1の方が簡単だから酸素から求めます。水素からでも求められます。その場合は、2/3を0.0375にかけ算し、赤の波線引いた係数を2にします。
流れた電子の係数は、半反応式で決まっています。
酸素は4、水素、銅は2です。
4OH-→2H2O+O2+4e- よりO2 1mol発生するのにe-係数4だから4
2H2O+2e-→H2+2OH- よりH2 1mol発生するのにe-係数2だから2
銅は
Cu2+ +2e-→Cuより、Cu析出するのにe-係数2だから2
つまり、先ほど記載したように、水素と同じ係数2のe-ができるから、水素と同じmol。すなわち酸素の2倍0.025mol 🙇
話を戻しますが、質問はCuのmolですよね？
問題文の図にはCuSO4溶液だから。この銅が0.025molは理解されましたか？
すぐ上の画像の式は鉛蓄電池の反応式です。
上の質問とはまったく関係ないですが、上の式も直列つなぎですよ。
とにかく、流れた電気量はe-の係数からわかるから、
銅と水素は同じmol反応します。
あと、0.0500molを0.050molにしたら、有効数字が3桁から2桁になるからこの問題では❌。
問題に与えられた数値は9.65と3桁だから、答えも3桁にします。
0.05の後ろの0が桁に入ります。0.0は桁にならない。
だから50は2桁、500は3桁だから、
0.0500であり、0.050は❌
1:2は全部で1です。1は100%
100%を1:2とは、1/3と2/3で合計1=100%
100%は酸素と水素をたして100%だから、分数になるのは当たり前の話となります🙇
例えば、酸素で求めたとしたら水素はどこにいくんですか？
流れた電子は酸素と水素を合わせてぜんぶではないのですか？
だから、酸素を基準にして1/3した後、自分で波線引いて4倍したでしょ？つまり、1/3×4=4/3。あれで、水素も一緒に考えたんです。最初にいいましたが、水素なら電子係数2だから、2/3倍して2倍しても4/3です。だから、酸素で考えても、水素で考えてもOK
いっしょに出たをもう一度整理しましょう。
つまり、流れた電子は酸素なら4倍、水素なら2倍します。どちらかの計算をします。両方計算しても同じ値になります。当たり前です。流れた電気量で、酸素と水素の発生モルが決まります。逆に言うと流れた電気量は酸素か水素のモルで計算できます。その計算が最初の(2)の計算です。そこから電気量を求めた訳。
酸素なら4倍、水素なら2倍。酸素で計算しても水素でもおんなじ。簡単に1:2の1から考えた訳。
後は、また最初の質問に対する解答になり、一番最初の話になりますから、これにて終了かなと。
一番最初の質問から、自分でやり直し、酸素の計算、水素でも同じになることをやり、再度解いてみたら、分かると思います。
考えながら悩みまた書いて記入して悩まず、再度まず解いてみましょう。新しい理解があると思います🙇
ごめんなさい
？
流れを整理しましょう。
電子の流れで酸素は1、水素は2できる、
合計100%だから、1/3が酸素、2/3が水素。
酸素1mol発生で電子4mol流れるから、酸素molを4倍して電子molを出したのが(2)解答。
しかし、質問に水素で出せないかと言われたから、出せると説明。つまり、水素なら、発生した気体の2/3mol。水素1molから2倍電子molだから、こちらで計算しても同じ電子molになる。
酸素で計算しても(水素を無視しているのではなく)、水素で計算しても(酸素を無視しているのではなく)、
どちらで計算してもOK
要するに、流れた電子molで酸素と水素のmolが両方決まるから、片方の気体から考えれば求まる。酸素の方で(2)は計算しただけ。水素で計算しても良い。この時点で、片方の気体のみから計算しているが、1:2の比を求めて計算したから、もう片方の気体を無視している訳ではない。くどいですが、片方の気体で計算しても他の気体を無視していませんから大丈夫。
その計算で流れた電子molが決まる。電子molは電気量。直列つなぎは流れた電気量が同じだから、電子molで発生する気体のmolに半反応式のe-係数倍をすると電子molとなる。酸素なら1/3×4、水素なら2/3×2で電子molが求められる。どちらで計算しても同じ🙇
ありがとうございます☺️
酸素は0.0375mol中、1/3だから0.0125molでしたね？
H2は2/3だから0.0125❌2=0.025molでしたね？
Cuの式も、H2の式同様に2e-ですね。だから、発生したH2と析出したCuは直列つなぎなら、流れた電気量が同じだから、e-係数2だから、同じだから、水素と銅は同じmolが反応するでしょ。だから、0.025mol🙇