化学
高校生
解決済み
(4)の問題で③の式までわかるんですけど、なんで0.200molになるのかわからないです。 教えてください。
01. 水酸化ナトリウム水溶液の電気分解 白金電極を用いて, うすい水酸化ナトリウム
NaOH水溶液を電気分解すると, 陽極と陰極にそれぞれ気体が発生し, その体積を合わ
せると, 0℃, 1.013×10Pa で 6.72Lであった。 次の各問いに答えよ。
(1)各極での変化を電子e を用いた反応式で表せ。
流れた電気量は何Cか。
(2)
(3)
この電気分解を2.00Aの電流で行うと, 電流を何秒間通じる必要があるか。
(4) この電気分解で発生した気体を混合し、完全に反応させたときに生じる物質の質
量は何gか。
1章
物質の変化
64g/mor 2
201. 水酸化ナトリウム水溶液の電気分解
解答
H2+2OH-
(1) 陰極:2H2O+2e-
陽極 : 40H-
→
O2+2H2O+4e-
(2) 3.86×10°C (3) 1.93 ×10' 秒 (4) 3.60g
解説
(1) 白金電極を用いて, 水酸化ナトリウム NaOH水溶液を電
気分解するときの変化は、次のように表される。
陰極:2H2O+2e- → H2 + 2OH ... ①
陽極:40H → O2+2H2O +4e-
·②
(2) この電気分解では,陰極に水素 H2, 陽極に酸素 O2 が得られる。こ
のとき,電子 4mol で H22mol, O2 が 1mol 発生する。 両極で発生し
た気体の体積の合計が0℃, 1.013×105Pa で 6.72Lであったので,こ
のとき発生した水素と酸素の体積は,
H₂6.72LX.
=4.48L
4.48L
22.4L/mol
→
2
2+1
O2:6.72L× 2+1
-=2.24L
①式から,発生した水素 H2 の体積 4.48L を用いて, 流れた電子の物質
量を求めると、次のようになる。
×2=0.400mol
1mol の電子が流れたときの電気量は9.65×104Cなので,このとき流れ
た電気量は次のようになる。
9.65 × 104C/mol×0.400mol=3.86×104C
(3) この電気分解では, 2.00Aの電流を流しているので、電流を流し
た時間を t[s] とすると, 電気量 [C] =電流 [A] × 時間 [s] から,
t=1.93×104s
3.86×10C=2.00Axt[s]
(4) 電気分解で発生した両極の気体を完全燃焼させると, 水H2Oが生
成する。
→
2H2O2
2H2O...③
③式から 0℃, 1.013×105Pa で 4.48L の水素(=0.200mol) と 2.24L
の酸素 (=0.100mol) が反応すると, 水H2O (モル質量18g/mol) が
0.200mol 生じるので、 生じた水の質量は, 次のように求められる。
18g/mol×0.200mol=3.60g
●Naは還元されにく
く,H2Oが還元される。
2.24L
22.4L/mol
I1=0.400mol
②02 の体積から求めて
もよい｡
5 HS:
0.H
電
-X4
64
したがっ
(3) 電
2
電子1m
2
物イオ
膜口直電電
隔膜は
Ch
回答
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回答遅くなりました。
水素です。