Question

あ

問4の解答マーカー部がよく分かりません。
理論分解電圧とはなんですか？
（グループ2に分類されたのは、塩化銅と硝酸銅と硝酸銀です。）

30 2023年度
問1
計算のために必要であれば,次の値を用いなさい。
原子量: H1.00 C12.0 16.0
ファラデー定数 : 9.65 × 10°C/mol, アボガドロ定数:6.02×1023/mol
Ⅰ 次の文章を読んで, 以下の問1~5に答えなさい。 (配点19点)
化学
(1科目 : 60分 2科目 : 120分 )
電解質の水溶液に挿入した一対の電極間に直流電圧を印加すると,通常起こりに
くい酸化還元反応が起こる。 この操作は 「電気分解」 と呼ばれる。 外部から供給さ
れた電気エネルギーは化学エネルギーに変換されるので,電気分解は
応である。 また,
反応が生じる電極を「陽極｣,
ア
反
反応が生じ
る電極を「陰極」 という。 例えば、純水に水酸化ナトリウムを添加し,その中に挿
入した一対の炭素棒間に直流電圧を印加すると, 水素と酸素が得られる。次に,純
水に添加する物質を変更し、同様の操作を行ったところ, 添加した物質はガス発生
の挙動に応じて次の3グループに分類できた。
グループ ①
グループ ②
グループ ③
ア
から選びなさい。
両方の電極からガスが発生する
片方の電極のみからガスが発生する
いずれの電極からもガスは発生しない
ウ
に該当する用語として適当な組み合わせをA~D
神戸大
問

ア
イ
ウ
A
吸熱
酸化
還元
塩化カリウム
塩化銀
B
吸熱
還元
酸化
問2 純水に添加し電極間に直流電圧を印加したとき,次に示す各物質が①,②,
③のいずれのグループの挙動を示すか答えなさい。 なお、難溶性塩の水溶液中
において, イオン濃度はゼロとみなしてよい。
C
発熱
酸化
還元
硫酸ナトリウム
硝酸銅
D
発熱
還元
酸化
限ン
塩化銅
硝酸銀
問3 問2でグループ①に分類されたある物質を純水に添加し電気分解すると,片
方の電極周囲の水(液量 100mL) は酸性になり、pH=2となった。添加した
物質の化学式と電気分解時に流れた電子の物質量を求めなさい。
問4 問2でグループ②に分類された物質を純水に添加し電気分解すると、 様々な
物質が生成する。このとき,陽極陰極それぞれで生成される物質を生成さ
せるのに必要な理論分解電圧が高い順にすべて記入しなさい。
問5 水酸化ナトリウムを純水に添加して電気分解し, 陽極で発生するガスを回収
する操作を考える。 電極間に 20.0 A が流れたとき, 標準状態で1.00Lのガ
スを回収するために必要な時間を有効数字3桁で求めなさい。
CARUESIT E

間 3. ①に分類された2種類のうち, 陽極周辺が酸性になるのは水素ィ
オンが生成する硫酸ナトリウムの水溶液である。
電極の周囲100mLに生成した水素イオンが広がり, そこでのpHがで
58 2023年度
あった。 ここから, 周囲 100mLの水素イオン濃度が1×10mol/Lであ
=1×10molであるとわかる。
問2の反応式より,このとき流れた電子の物質量も1×10-3mol である。
り, 生成した水素イオンが1×10 -x -
·
の関係より
100
1000
質問2の反応式より陽極では塩素と酸素, 陰極では銀と銅である。
間4. ② に分類された塩化銅 硝酸銅 硝酸銀の電気分解で生成する物
陽極 :水溶液の電気分解において, 塩化物イオンが存在するときは、酸素
の発生より塩素の発生が優先されることから,塩素生成に必要な電圧は、
酸素生成に必要な電圧より低いと考えられる。(調酵さまちまち)
陰極:イオン化傾向がCu>Ag より イオンを単体に還元するのは鍵の
方が容易であり、必要な電圧は低いと考えられる。無
間 5. 水酸化ナトリウム水溶液の電気分解では, 陽極で40H→
O2 + 2H2O + 4eの反応が起こる。 これより, 標準状態で1.00L, すなわ
×4 [mol] である。
1 2 3 4 AJIRARD
1.00
20.0xt= -×4×9.65×10ª
22.4
GIGN 10²-
∴t=8.616×102=8.62×102〔秒〕
1.00
ち
-mol の酸素を回収する際に流れる電子は
22.4
が中水
必要な時間を t〔秒〕 とおくと、電子の持つ電気量の関係と電流・電気量
5639&
THE STA
€
1.00
22.4
前期
CON) 5
問1.96.0%
Ⅱ 解答 問2. 化学式:PbSO4 色: 白色
ONS TH
問3. K3 [Fe(CN)]
問 4. Al(OH)3 + NaOH→Na [Al (OH)4]
間 5. 番号: ③ 化学式: CdS 色: 黄色
SP
58+01: AU+AU+
9S+ OHS
AC