Question

セス

問5なのですが、これはなぜ変化後の水素が出ていったことによる体積の量を考慮していないのですか？

(80
電流計
気体 川三の-気体
主泉
25. 右図のような装置を用い, イオン交換膜の左側
1時
(a槽)に 1.0mol/L の食塩水 2.0Lを, 右側(b槽)
に 0.10 mol/L の水酸化ナトリウム水溶液 2.0L を入
[HOLC」
| 炭素電極
鉄電極
れて電気分解を行った。2.0Aの電流で電気分解をあ
8田
b槽
0.10mol/L
NaOH水溶液
る時間行ったところ, イオン交換膜の両側の水槽か
a槽、
1.0mol/L N
NaCl水溶液
ら27°C, 10×10°Pa で合わせて 4.98L の気体が発
生した。以下の問1~問6に答えよ。なお,陽イオ
2し
2し
陽イオン交換膜
ン交換膜は,陽イオンのみを通すことができる高分
子の膜である。また, 両極から発生した気体は,槽の水溶液には溶けないものとする。なお,気体
定数は 8.3×10° Pa· L/(mol· K)であり, 電子 1mol の電気量は 9.65×10°C とする。発生する
気体は理想気体の状態方程式に従うと仮定する。計算の結果は, 問6を除いて有効数字2桁で答え
ること。必要であれば次の数値を用いること。log2 = 0.30, log 3= 0.48
問1 イオン交換膜の左側(a槽)から発生した気体の分子式を記せ。
問2 イオン交換膜の右側(b槽)から発生した気体の分子式を記せ。
問3 電気分解で流れた電子の物質量(mol)を求めよ。
問4 電気分解を行った時間(秒)を求めよ。
問5 電気分解後のイオン交換膜の右側(b槽)の水酸化物イオンの濃度(mol/L)を求めよ。
問6 電気分解後のイオン交換膜の右側(b槽)のpH を小数点以下第一位まで求めよ。
(97 名古屋工大)
- 70 -

全発生気体
4.98L
問3 2mol のe" で1mol の Cl, と 1molの H,の合計 2mol の気体が発生する。つまり、流れた。
Fe
(2TC, 1.0×10' P
1.0mol/L
C1
HO
の NaCl
0.10 mol/L
H,O
Na
* Na*
2L
OH
の NaOH
OH
2L
80808e
2CI
Cl, + 2e
e 2H,0+ 2e
H,+20H
ト
問1 Cl。
問2 H。
と発生した気体の全量のモル比は1:1である。
1.0×10°×4.98
8.3×10°×300
0.20||mol(e-)
COLSS
mol (全気体)
= mol(e")
Jm
Iom
lom
G0)
CO)
1
= 0.20
三
問4 2 × t
96500
クーロン
秒
mol(e")
e EPO
秒
クーロン
9.7× 10°|(秒)
t= 9.65 ×10° →
問5 右側では,電解前にすでに OH~ が 0.10mol/L あった。また, ()式より 1mol の e" ことに
1mol OH が生じる。今,流れた e" は 0.20 mol なので 0.20mol OH" が生じている。よって、
mol
0.20(mol)
0.20
0[OH] = 0.10 +
2
三
L
前
変化量
02d4
P+ 201
-13
問6 [H*] × [OH-] = 1.0 ×10-14 なので [H*] = -× 10-9
(に)
-13
. pH =
- log|
-× 10
= 13 + log 2 =| 13.3||0
三
26.