Chemistry
高中
已解決
（4）なのですがpv＝nRTの状態方程式で解いたら答えが異なってしまいました。なぜ状態方程式を利用できないのか教えて頂きたいです。よろしくお願い致します。
174 〈電解槽の直列接続〉 ★
48
玉木真
話
次の文章を読み、下の問いに答えよ。(原子量: H=1.0, O = 16, Ni = 59,Ag = 108)
右図のように,電解槽(I), (II) を直列に接続し
て電気分解を行った。 電解槽(I)には硫酸ニッケ
A
ル (II)水溶液を入れ, 陽極にはNi板, 陰極にはネ
Cu板を用いる。電解槽(II)には硝酸銀水溶液を
入れ、陽極,陰極ともに白金板を用い, 2.6アン
ペアの電流を49分30秒間流した。 なお, 電気
分解の間,各電解槽の陰極では気体の発生は
なかったものとする。主なと考えられる
B
0
D
Ni
Cu
Pt
Pt
NiSO4
AgNO3
電解槽 (II)
電解槽(I)
HOM om 0.2
(1) 極板 (A) (B) (C) (D)に起こる反応を電子e を含む反応式で示せ
(2) 極板(D)で析出した金属の質量は何gか。 (ファラデー定数F = 9.65 × 10°C/mol)
K (3) 極板(B)は電気分解によってニッケルメッキされる。 極板 (B) 全体の表面積を
100cm2 とすると,メッキされるニッケルの厚さは何cmか。ただし、ニッケルの密
度は8.8g/cm3とし, メッキは均一に行われるものとする。
x (4) 極板 (C) で発生する気体を捕集し, 27℃, 1.01 × 10 Paにした場合、何を占め
るか。 ただし、 気体は水に溶けないものとする。 (千葉大改)
が起こらなくなり、結果的に, Zn 板
少する。
がある。
からの外部回路への電子の移動も止まる。
174 (1) (A) NiNi²+ +2e
生成す
(B) Ni²+ +2e → Ni
通すの
とがで
PbSO4
(C) 2H2O→O2+4H++4e
(D) Ag++e→Ag
変化
(2) 8.6 g
(3) 2.7×10-cm
(4) 0.49L
)。は
が,
電
南極板
しま
1.8V
イオン
起電力
表面積
数も減
合する
こり、
やが
解説 (1) 陽極に Pt, C以外の物質を用いた場
合, 電極自身が酸化されて溶解する反応が優先して
起こる。 一方, 陰極では電極自身が溶解することは
なく、陽イオンの還元反応だけが進行する。電解槽
(I) の陽極 A では電極のニッケルの溶解,陰極 Bで
はニッケルの析出が起こる。
電解槽 (II) の陽極CにはPt電極を用いているので,
陰イオンの酸化反応が起こる。 ただし, NO3-や
SOは水溶液中では酸化されず、代わりに水分子
酸化され、酸素が発生する。
2H2O→O2+4H++4e
陰極D では Ag+が還元され, 銀が析出がする。
Ag++e Ag
(2) 流れた電気量は, 2.6×(49×60+30)=7722[C]
直列回路では,どの電解槽にも流れる電気量は等し
い。 また, ファラデー定数F=96500C/molより,
電気分解に使われた電子の物質量は,
ンは
―の移
移動
7722
=0.080〔mol]
各電
■を変
0.080×108=8.64≒8.6 [g]
よい。
→
96500
D極では, 電子1mol より Ag 1molが析出するか
ら,析出する Agの質量は
(3)B極では,電子2mol より Ni 1mol が析出する
IX.
標準状態かは分からない
から,析出する Ni の質量は
ので×224400ではない。
電位
0.080 ×
-×59=2.36〔g]
平衡
(HO) OR (D)
電池
負極
メッキされたニッケルの厚さをx [cm] とすると,
( x×100) ×8.8=2.36 .. x≒2.7×10-[cm]
HO
++
(体積) (密度)(質量)
が少
を濃
右へ
(4) C極では,電子 4molからO21molが発生する
から 発生するO2の体積 (27℃, 1.01×10 Pa) は,
0+
120 第3編 物質の変化
0.080×125×22.4× 300
273
PV = hRT ④
≒0.49 [L]
(2)
解答
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