Question

ずんだもち

（4）の問題で、どうして鉛蓄電池の両極の増加量と希硫酸の減少量が等しくなるのですか？
考え方がよく分からないので解説していただきたいです、！

思考
304. 電池と電気分解鉛蓄電池を電源として, 0.10A
の電流を一定時間流して塩化銅(Ⅱ) 水溶液を電気分解
すると、 電極Cに銅が 0.32g 析出した。 次の各問いに
答えよ。 ただし, Cuの原子量は64とし,計算問題は
有効数字2桁で答えよ。間× [W][]
61g/mol 0.0500 mo
大改)
抵抗
電流計
A
スイッチ
A
B
C
D
|Pt IPt
. (1) 電極Aと電極Dでおこる反応をe を含むイオ
ン反応式で示せ。
希硫酸
塩化銅(II)水溶液
(2) 電気分解の前後で, 電極Bの質量は増加するか
または減少するか。 また, その変化量は何gか。
(3) 電気分解を行った時間は何秒か。
(4) 電気分解の前後で,鉛蓄電池内の溶液の質量は増加するか,または
電解槽
B
するか。ま
鉛蓄電池
その変化量は何gか。
(17
改)
州工業大

304.電池と電気分解
解答 (1) 電極A: PbO2+4H++ SO²+2e-
電極D:2C1-
→
Cl₂+2e
PbSO4+2H2O
(2) 増加する, +0.48g (3) 9.7×103秒 (4) 減少する, -0.80g
電極Cに銅が析出したので, 電極Cでは次の変化がおこっている。
とDは,塩化銅(II) CuCl2 水溶液の電解槽の陽極または陰極である。
解説 (1) 電極AとBは鉛蓄電池の正極または負極であり, 電極C_
電極C:Cu2+ +2e- → Cu
電池の正極が接続された電極が陽極, 負極が接続された電極が陰極なの
したがって, 電極Cは陰極であることがわかり, 電極Dは陽極である。
で,電極Aが鉛蓄電池の正極, 電極 Bが負極となる。
電極A~Dの各変化は,次のように表される。
A : 正極 PbO2+4H++ SO²+2e-
B: 負極 Pb+SO2- → PbSO4 +2e-
C: 陰極 Cu2+ +2e
D : 陽極2C
←
→ Cu
Cl2+2e
→
PbSO4+2H2O
① ① ② 式で生じた
(2
...③
...④
PbSO はそのまま電極
に付着するため, 極板の
質量はいずれも増加する。
(2)電極Cに銅 Cu(モル質量 64g/mol) が 0.32g 析出したので,この
とき電解槽に流れた電子の物質量[mol] は, ③式から,次のようになる。
20.32g
64g/mol
x2=0.010mol
②式から,鉛蓄電池の放電によって, 電極 B の Pb が PbSO4 に変化する
ため, 2molの電子が流れると,その質量はSO (モル質量 96g/mol) の
1mol に相当する 96g 増加する。 したがって, 0.010mol の電子が流れた
とき,電極Bの質量の増加分は,次のように求められる。
の物
96g
x0.010mol=0.48g
2 mol
(3)電気分解で流れた電子は 0.010mol なので, その電気量は, ファラ
デー定数から, 9.65×104C/mol×0.010mol=9.65×102C である。 流れ
た電流が 0.10A なので、 電気分解を行った時間を [[s] とすると,
ましたが9.65×10°C=0.10Axt[s]れたt=9.65×103s
(4) 鉛蓄電池の放電の前後で, 電極 A,Bの質量変化から,溶液の質量
変化を考える。 (2) から, 放電の前後で電極Bの質量は0.48g 増加する。
また,①式から,放電によって, 電極AのPbO2 が PbSO4 に変化するた
め, 2molの電子が流れると,その質量はSO2 (モル質量 64g/mol)
1mol に相当する 64g 増加する。 したがって, 0.010molの電子が流れた
とき,電極Aの質量の増加分は,次のように求められる。
64g_
2mol
しまい
-×0.010mol=0.32g
放電後の鉛蓄電池の両極の質量増加分は0.48g+0.32g=0.80gとなる
ので,希硫酸の質量変化は0.80gの減少となる。
NOAM (8)
②極板の質量増加分が溶
「液の質量減少分に相当す
01-0888-30M
TR (1)
kom
1801
2015

Answer 1

✨ ベストアンサー ✨

🍇こつぶ🐡

負極は、
Pb + SO4^2-→PbSO4 + 2e-
正極は、
PbO2 + 4H^+ + SO42- + 2e-→PbSO4 + 2H2O

つまり、硫酸イオンが、負極のPbとPbO2と係数比1:1だから、
負極でPb➡️PbSO4、つまり、SO4分の増加は、使用した硫酸分の減少、正極でPbO2➡️PbSO4、つまり、SO2分の増加は、使用した硫酸分の減少になるから、電極の増加分は硫酸の減少量となる🙇

ずんだもち

理解出来ました！ありがとうございます！