Question

Maharishi

2行目の式の、左右のPtは極板を表しているので合ってますか？

また、⑴の負極での反応についてですが、負極の極板がPtで、イオン化傾向の小さい金属陽イオンがなく、溶液が酸の場合は、
2H⁺＋2e⁻→H₂
だと習ったのですが、なぜこの解説では、
O₂＋4H⁺＋4e⁻→2H₂O
となっているのですか？

MTI
一般的な燃料電池の構成は,次のように表される。 下の各問いに答えよ。
(-) Pt. H2/H3PO4aq | O2 ・Pt (+)
OTS
① 放電するときに,正極と負極でおこる変化を,それぞれ電子 e" を含む式で表せ。
②② 放電するときにおこる変化を、1つの化学反応式で表せ。
est
(3) 1.93×10°Cの電気量を得るために消費される水素は,標準状態で何mL か。
考え方
(1) 燃料電池の正極
活物質は酸素 O2,
負極活物質は水素
見保
H2 である。
(2) (1) の各反応式を,
電子 e- が消えるよ
うに組み合わせる。
(3) 負極の反応式か
ら, H2 と e- の物質
量の関係を求める。
elmol の電気量は,
9.65×104C である。
問題 274
解答
R
(1) 正極:O2+4H + + 4e → 2H2O
負極 : H2
2H+ +2e¯
...2
(2) ① +②×2 から, 放電時の変化を表す反応式が得られる。
2H2+O2
2H2O
... ③
(3) 1.93×10°Cの電気量に相当する電子の物質量は,
NHEYC
=2.00×10-2mol
1.93 × 10°C
9.65×104C/mol
②式から, 2mol の電子が流れたときに消費される水素は1mol
なので, 2.00×10-mol の電子を取り出したときに消費される水
素は1.00×10-2 mol である。 したがって, 標準状態における水素
の体積は,次のように求められる。
22.4×103mL/mol×1.00×10-2mol=224mL

Answer 1

✨ ベストアンサー ✨

フルーツ

あなたは電池と電気分解の考え方を取り違えてませんか？
間違えてたらごめんなさい。

Maharishi

電池の中に電気分解の構造が入っているのだと何故か勘違いしていました。自分が送ったのは陰極の話ですね。
電池の話なので、Ptは極板だと思うのですが、
O₂＋4H⁺＋4e⁻→2H₂Oという反応はなぜ起こると分かるのですか？
問題文の2行目と同じ構造が出てきたら、このような反応が起こると、一つひとつ暗記するものですか？

フルーツ

そうです。
電池は基本暗記ですね。

これはリン酸型ですが、水酸化カリウム型もかけるように練習しておいた方がいいですよ。

そして(1)の二つの式を足してみると
2H2+O2→ 2H2Oになるのもポイントです。

燃料電池はもともと『水の電気分解』の逆ですから。

これでどうかな？

Maharishi

ありがとうございます！

フルーツ

『水の電気分解』の逆ってことで(1)の答えが電気分解の時に書く式の逆になってると覚えると覚えやすいかもね👍

Maharishi

本当ですね！
分かりやすく教えていただきありがとうございます。