Question

おと

書き込みがたくさんあって申し訳ありません。
この問題の問3がわからないです。
正答は④と解答にあったのですが導き方が書いておらず分かりませんでした。
なぜこの答えになるのか教えていただきたいです。

61.)電気分解
夜の文章について後の問いに答えよ。(H=1.00, O=16.0, S=32.0, Ni=58.7,
F=9.65×10*C/mol, R=8.31×10°Pa·L/(K·mol))
右図のように電解槽 (I), (Ⅱ)を
直列に接続して電気分解を行った。
電解槽(I)には硫酸ニッケル水溶
液を入れ,陽極(A)にニッケル板,
陰極(B)には銅板を用いた。 電解槽
(I)には硝酸銀水溶液を入れて陽極
(C), 陰極(D) ともに白金板を用い
た。この装置に2.6A(アンペア)の
電流を2970 秒間流した。 なお, 電気分解によって陰板(B)はニッケルめっきされた。
また,各電解槽の陰極では気体の発生は認められなかった。
問1 電解槽(I)の陰極(B) で析出したニッケルの物質量は何mol か。 最も適当な値
を,次の中から一つ選べ。
0 0.02
e
H-
A
B
C
D
Ni
Cu
Pt
Pt
(OHAENO, A9t
2H20 402+40-
N12°NISO」
電解槽(I)
2 0.03
0.04
@ 0.08

6 酸化還元と電池電気分解 53
6 0.2
0.3
の 0.4
8 0.8
問2 陰極(B)の全体の表面積を 100cm?とすると, めっきされるニッケルの厚さは何
cm か。最も適当な値を, 次の中から一つ選べ。 ただし, ニッケルの密度は
8.85g/cm? とし, めっきは均一に行われるものとする。
O 5.4×10-3
0 5.4×10-2
問3)電解槽(I)の陽極 (C)で発生する気体の種類とその気体1mol の発生に必要な電
子は何mol か。最も適当な組合せを, 次の中から一つ選べ。
2 2.7×10-3
6 2.7×10-?
1.4×10-3
の 8.1×10-3
A 1.4×10-2
8 8.1×10-
気体
気体1mol の発生に必要な電子の物質量
水素
2
酸素
2
水素
4
酸素
4
水素
6
酸素
6
問4 陽極(C)で発生する気体を容器に捕集し, 546°C, 1.013×10°Paの条件下におい
た場合,容器内の気体の体積は何しになるか。 最も適当なものを, 次の中から一
つ選べ。ただし, 発生した気体は水に溶けず, 全て回収されたものとする。
0 0.330
の 0.670
O 1.00
O 1.34
1.67
O 2.00
の 2.33
8 2.68
(龍谷大 改
○OO 回O

Answer 1

✨ ベストアンサー ✨

数学にがて大生

こんにちは。
書き込みを見たところ、陽極で発生する気体を求める時に誤った方法で求めています。

陽極において起こる反応は、白金を極として使っていること、ハロゲンを含まない、酸性であるということから水の酸化反応であることがわかります。

水の酸化反応の式は
2H2O→(4H^+)+O2↑+(e-)
とたてられます。

間違えたのはここで発生する気体を水素としてしまったことのようですね。
基本的に陽極から発生するのは負の電荷を持つ物が大半なので関係を完全に理解できるまでそれで判断するといいと思います。

数学にがて大生

上記の式のところで電子の係数が抜けていました。
正しくは4e-です。
また、必要とするmolについては電子4molの発生で酸素が1mol発生するので4となります。

おと

ご回答ありがとうございます！
電解槽Ⅱが酸性だとどこから分かるのでしょうか？
ネットの記事を調べたところ、｢硝酸銀水溶液は酸性だ｣
といったものを発見して混乱してます…

数学にがて大生

ご返信ありがとうございます。
pHから判断すると極論ですが硝酸銀は酸です。
ですが、ほとんど中性と変わりないので中性か酸性かは教科書や学校での指導に従ってください。どちらか分からなくてもそんなに困りませんし。

あと、回答の仕方がいけなかったですね。
陽極にて水分子の酸化反応が起こるのは溶液が中性である場合も含みます。ですから硝酸銀が中性酸性関係なしに水の酸化反応が起こると判断出来ます。

おと

何度も返信下さって、ありがとうございました！
疑問が解決しました。