Question

あき

⑶の問題で、解答に一酸化炭素2X、二酸化炭素Xとしてるのですがこれは問題文の物質量比が2対1だと思うんですが、Xって炭素からバランスシートで求めたんですか？陽極で２つの式が反応するする時炭素はどのように考えればいいか教えてください。

B 2-3 アルミナの溶融塩電解
次の文章を読み, 下記の各問に答えよ。 原子量はC=12,0=16, AI=27, ファラデー定数
F = 9.65×10°C/mol とする。 答の数値は, 有効数字2桁で答えよ。
アルミナの溶融塩電解 (融解塩電解) を、次の条件で行った。
電極:炭素
時間: 193分
この溶融塩電解によりアルミニウムが10.8kg 得られた。 また,発生した気体は一酸化炭素と
二酸化炭素で, 物質量の比は2:1であった。
ただし,アルミニウム, 一酸化炭素、二酸化炭素以外の生成はないものとする。
問1 陽極における二つの反応を,電子を含むイオン反応式で記せ。
問2 電流値の平均は何か。
問3 消費された陽極の炭素は何kgか。

2-3 アルミナの溶融塩電解
問1 C + 02-
CO + 2e
C +20²-
問2 1.0×10^A
問3
5.4kg
【解説】
問2
CO2 + 4e_
陰極: A13+ + 3
得られた AIは,
10.8×10³ g
27g/mol
なので、流れた e-は,
Al
= ¥4.0×10% mol
4.0×10²mol×3=1.2×10mol
である。
求める電流値を 〔A〕 とおくと,
i 〔A〕 × 193×60秒
9.65×104 C/mol
-= 1.2× 10³ mol
i = 1.0×10A
問3 陽極 : C + O²- → CO + 2e
2X
C+20²- → CO2 + 4e'
(2)
20
生成する一酸化炭素を 2 [mol], 二酸化炭
素をx [mol] とおくと, 消費された炭素の物質
量は 3x [mol] である。 また, ①式より, 一酸化
炭素の生成で流れる電子の物質量は 4x 〔mol],
② 式より, 二酸化炭素の生成で流れる電子の物
質量は 4x [mol] であるので,
4x (mol) +4x (mol) = 1.2× 10³ mol
x=1.5×102mol
したがって, 消費された炭素の質量は,
12g/molx (3×1.5×10²) mol
= 5.4×103g = 5.4 kg
[1
I

アルミナの溶融塩電解

Answer 1

✨ ベストアンサー ✨

🍇こつぶ🐡

言いたいことがちょっと分からないんですが、多分以下かな？

まず、①と②をバラバラに考えるのではなく、半反応式をまとめ、一つの式にします。すると、①は2CO、②はCO2だから、COは2x、CO2はxとなります。①を2倍するから、Cは2x+x=3xになり、解答が説明していることが分かるかと。

一つの式にする前に頭だけで考えると、e-の係数が小さい方が何でxが大きいんだ？と混乱を招くのは初級でよくあること。冷静に考えたら、何にも難しくない。この内容が、質問が意図する内容か分からないけどポイントはあっているかな…と🙇