Question

さな

（3）でNiの質量は粗銅板全体の質量の10%ではなく減少量の10%なのはなぜですか？解説よろしくお願いします

思考
120.銅の電解精錬 不純物に金,銀, ニッケルなどを含む粗銅板を陽極, 純銅板を陰極
として, 硫酸銅 (II) 水溶液を電解液にそれぞれ用い, 0.2~0.5V で電気分解を行うと,
純銅が得られる。 いま, 不純物として金とニッケルのみを均一に含む粗銅板を陽極, 純
銅板を陰極として, 硫酸銅(II) 水溶液中で電気分解を行った。 0.965Aの電流を
1.80 × 10 秒間流したところ, 陽極の質量が5.87g減少し, 両極からも気体の発生は見
られなかった。また, 粗銅板に含まれるニッケルの質量パーセントは10.0%であった。
(1) この実験で得られた純銅は何gか。 有効数字3桁で答えよ。
(ア) 大きくなった
(イ) 変化しなかった
(2) 電解液中のCu2+の濃度はどのように変化したか。 次の (ア)~(ウ) から1つ選べ。
(ウ) 小さくなった
(3)この粗銅板に含まれる金の質量パーセント [%] を有効数字2桁で求めよ。
思考 論述
()
OMS
CHO (20 千葉大)

(3) ③式で溶け出したニッケル Ni の質量は,陽極の減少量 5.87gの
10.0%なので, 0.587g である。
②式で溶け出した銅 Cuの質量を x [g] とすると, Ni のモル質量が58.7
g/mol, Cuのモル質量が 63.5g/mol なので, 回路を流れる電子の物質
量について 次式が成り立つ。
x[g]
0.587 g
×2+
x2=1.80×10-mol
63.5g/mol
58.7g/mol
x=5.08g
したがって, 含まれていた金 Au の質量は,
5.87g- (5.08g+0.587g) = 0.203g
したがって, 粗銅板に含まれる金の質量パーセントは,次のようになる。
20.203g_
x100=3.45
5.87g
101
3.45%
上品切

Answer 1

✨ ベストアンサー ✨

🍇こつぶ🐡

問題文の「粗銅板に含まれるニッケルの質量%濃度は10%」を読むと、Niの質量は粗銅板全体の質量の10%と考えたくなるかもね。

結論から言うと、その考え方には無理があります。
国語の文章的には間違っていないが、では、粗銅板の質量って最初いくらですか？溶けた減少量は5.87gしか問題文にないんですよね。

そうなると、減少分の10%と考えるしかないよね。

そもそも、電極全体の10%に銅以外の金属が入っているなんて、銅が90%だから超粗銅板だよね。そんな粗銅板はロスが出過ぎて電気代かかりすぎますよ。

という感じで考えると、粗銅中に含まれる金属が10%って大きい値だから、それだけ10%もあるのは減少分と考えるのが普通かなとなります。

千葉大の化学は、わざと混乱を招いたり、ミスさせたり、ヒント少ない問題が多いから注意が必要です🙇

さな

わかりました！ありがとうございます！