Chemistry
高中
已解決
「電池と電気分解」
(4)の問題で64ｇと出すところまでは分かるのですが、その後が分かりません。
なぜ2mol分の0.040molで割るのでしょうか。
教えてください🙇♀️
1 (配点22点)
次の文を読み、 問1~問5に答えよ。 ただし, 原子量は Li=6.9, 16, S32
Cu=64, Pb=207 とする。 また、 0℃ 1.013×105Pa (標準状態) における気体のモル
体積は 22.4 L/mol, ファラデー定数は 9.65×10C/mol とする。
電池のうち, 充電により繰り返し使用できるものを二次電池という。 身近に利用され
ている二次電池には、鉛蓄電池やリチウムイオン電池などがある。
鉛蓄電池は、負極活物質に鉛、正極活物質に酸化鉛 (IV), 電解液に希硫酸を用いてい
る。 放電時に電池全体および各極で起こる変化は次のように表される。
全体:Pb + PbO2 + 2H2SO4 2 PbSO4 + 2H2O
問1 空欄
問2 空欄
負極:
あ
正極:PbO + 4H + + SO] + 2e → PbSO4 + 2H2O
鉛蓄電池を放電させると,次第に電圧が低下していく。 放電によって電圧が低下した
う を接続して電
い を,正極に外部電源の
鉛蓄電池の負極に外部電源の
流を流すと, 鉛蓄電池を充電することができる。 このとき, 鉛蓄電池の正極では硫酸鉛
(Ⅱ)が
え
される。
あ
い
化
(7)
(イ)
(ウ)
え
(エ) のうちから一つ選び、その記号を記せ。
(エ)
に適する電子e" を含むイオン反応式を記せ。
学
い
負極
負極
正極
正概
に適する語の組合せとして正しいものを、次の(ア)
う
正極
正極
負極
負極
え
酸化
還元
酸化
還元
pla
(2E
還元剤
間3 図1のように、直列につないだ3個の鉛蓄電池を電源に、 2.00gの白金板を両電
に用いた電気分解装置がある。 この電気分解装置を用いて一定の電流を2000秒
流して塩化銅(ⅡI)水溶液を電気分解したところ、 陽極からは気体が発生し,陰極
には金属が析出した。このとき、電気分解した時間 [s] と陰極の質量 [g] の関係は
図2のようになった。 これについて、 下の (1)~(4) に答えよ。 ただし, (2)~(4) の
の数値は四捨五入により有効数字2桁で記せ。
Pb → P6²¹+ze-
IT
Pt
鉛電池 鉛蓄電池 鉛蓄電池 可変抵抗
陰極の質量 1
3.28
2.00
CuCl2 水溶液
図 1
時間 [s]
図2
Pt
2000
[Cucl2]
Cu²+, Cl-.
C = As
陰= Cu²+2e-→
32g/nol
酸化剤(1) 陽極で起こる変化を,電子e" を含むイオン反応式で記せ。
(2) 流した電流は何Aか。
(3) 2000 秒間に陽極で発生した気体の体積は、 0℃. 1.013×10Pa (標準状態)で
何mLか。
(4) 電気分解の前後で, 1個の鉛蓄電池の正極の質量は何g変化したか。 増加し
た場合は+, 減少した場合はの符号を付して記せ。
(4) 与えられた正極における電子e” を含むイオン反応式より、放
電によって2mole が流れると, 1mol の PbO (式量239) が
1mol の PbSO (式量 303) に変化する。このときの質量の増加量
303g/mol×1mol-239g/mol×1mol=64g
直列に接続された3個の鉛蓄電池には, 2000 秒間にそれぞれ
0.040 mole が流れたので, 1個の鉛蓄電池の正極の質量の増
加量は､
0.040 mol
-=1.28g=1.3g
64 gx 2 mol
問4
思考力・判断力
充電の際に外部電源の負極に接続する電極が､ リチウムイオン電
池の負極となる黒鉛である。 リチウムイオン電池を充電すると、黒
鉛の層間に Li+ が取り込まれ, コバルト酸リチウムの層間から
例: Cu²+ + 2e→ Cu
( 水溶液中に重金属イオンがないと
H2 が発生
2H* +2e-→Hz
2H2O +2e → Hz + 2OH
電気量の求め方
n [mol] の電子が流れたときの電気量
Q[C)は、
Q[C] F[C/mol]xn[mol]
Fi ファラデー定数
i〔A〕 の電流がt [s] 流れたときの電気量
Q[C],
Q(C)=i[A]xt(s)
解答
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なるほど！比の計算でやればいいのですね！理解出来ました。ありがとうございます🙇♀️