Question

‪🐹

(5)です。
O2が1/4mol発生するとありますが、1/4ってなんでしょうか？あとPaとか22.4L/molとか出てきちゃって分からなくなってしまったので、公式あれば教えて欲しいです。

[知識]
293. 硝酸銀水溶液の電気分解図のように、白金電極を用
いて、硝酸銀 AgNO3 水溶液を1.0Aの電流で1時間4分
20秒間電気分解した。 次の各問いに答えよ。
④
+
(1) 流れた電気量は何Cか。
Pt
Pt
(2) 流れた電気量は電子何mol に相当するか。
(3)
(4) 陰極に析出する物質の質量は何gか。
各極での変化を電子e を用いた反応式で表せ。
AgNO3 aq
(5) 陽極に発生する気体の体積は0℃. 1.013×105 Paで何mL か。

第1章
293. 硝酸銀水溶液の電気分解・・
解答 (1) 3.9×10°C (2) 4.0×10-2 mol
(3) 陰極: Ag++e → Ag 陽極: 2H2O -
←
O₂+4H++4e
電気量は,Q[C]=i[A] xt[s] から,
解説 (1) 1.0Aの電流で1時間4分20秒間電気分解したので流れ
1.0A×{60×(60+4)+20}s=3860C
(2) 電子1molが流れるときの電気量は9.65×104Cなので,流れた電
子の物質量は次のようになる。
3860 C
9.65×104C/mol
=4.0×10-mol
Ag+ が電子を受け取って, 銀が析出する。
(3) 硝酸銀 AgNO3 水溶液の電気分解において,陰極では,銀イオン
陰極 : Ag++e→
Ag
...①
陽極では, 硝酸イオン NO3は酸化されにくく, 水分子 H2O が酸化され
て酸素が発生する。
陽極: 2H2O O2+4H+ +4¯ ...
②
(4) ①式から,陰極では電子1mol に相当する電気量で,Ag(モル質量
108g/mol)が1mol 析出するので, 銀の析出量は次のようになる。
108g/mol×4.0×10-mol=4.32g
(5)②式から,陽極では電子1mol に相当する電気量で, O2 が 1/4mol
発生する。 0℃, 1.013×105 Paにおける気体のモル体積は22.4L/mol
なので,このとき発生した酸素の体積は次のようになる。
11=0.224L=224mL
22.4L/mol×4.0×10-molx=0.224L=224mL
①酸化されやすさ
Cl, Br, I>H₂O>
NO SO
3865

Answer 1

ℝ𝕦𝕟𝕒ෆ‪‪⸝⸝꙳

1/4は普通に分数の4分の1を横書きにしているだけです。Paは直接問題を解くのには使いません.ᐟ.ᐟじゃあなぜわざわざ温度と圧力が書いてあるのかと言うと、22.4L/molっていうのは「0℃、1.0×10⁵Pa」の条件下でしか成り立たないからです。（常識的に考えて、温度が高くなると気体は膨張するし、圧力が高くなると気体は圧縮するから、1mol集めるのに必要な体積は変わりますよね。）

発生した酸素の体積は、
22.4L/mol ×（発生した酸素の何mol）・・・★
ですよね。発生した酸素のmolは
陽極の反応式 2H₂O→O₂+4H⁺+4e⁻
だから、酸素と電子のmol比は1：4で、酸素は電子のmolの1/4(4分の1)だけ発生します。(2)で、電子は4.0×10⁻²mol流れたと分かっているので、
発生した酸素のmolは4.0×10⁻²mol×1/4
これを★に代入したら答えが求められます✨️