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化学 高校生

(4) 水が増加している分は足さなくて大丈夫なんですか?

[A]xt[s]の SC=A'sと判 る。 中では、次の変 っている。 →HCIO+HC C/mol である。 304.電池と電気分解 解答 (1) 電極A PbO2+4H++ SO² +2e- 電極D:2CI Cl2+2e- → PbSO +2H2O (2) 増加する。 +0.48g (3) 9.7×10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 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。 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 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+ SO- C: 陰極 Cu2++2e- D : 陽極2CI→ Cl2+2 PbSO4+2H2O ... PbSO4+2e- Cu ⑧HO (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。 0.32gx2=0.010mol 64 g/mol 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SO4 (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。 96 g -×0.010mol=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=9.65×10°C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 f[s] とすると, 9.65×102C=0.10Axt[s] t=9.65×10s (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 PbO 2 が PbSO』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)の 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 2 mol -×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。 ① ① ② 式で生じた PbSO はそのまま電 に付着するため、 極板の 質量はいずれも増加する ②極板の質量増加分 液の質量減少分に相 る。

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