Question

みみ

電気分解についてなのですがAで減るのはHなのでBから陽イオン交換膜を通るのはHなのではないかと思ったのですがHとOHのイオンがそれぞれ移動する可能性は考えなくて良いのでしょうか。
それと、問3で生じたOHの量を考えていますが元々あったOHについて考える必要はないのでしょうか。
教えて頂きたいです。よろしくお願いいたします。

17-4 【復習問題】 電気分解による濃度変化
次の文を読んで,以下の問1~3に答えよ。 答の数値は有効数字2桁で記せ。ただし, ファ
ラデー定数は 9.65 × 10C/mol とする。
STO
6901281010). Im Sax
図のように、電解槽を陽イオン交換膜(陽イオンだけを通す膜) と陰イオン交換膜(陰イオン
だけを通す膜)で仕切り, 陰極室のAには塩化ナトリウム水溶液, B には硫酸ナトリウム水溶
液,陽極室のCには硫酸銅 (II) 水溶液をいずれも100mLずつ入れ, Aには陰極として鉄を
Cには陽極として銅を浸す。 この装置に 0.46 アンペアの電流を7分間流して,電気分解を
fom
行った。
Fe
(-)
(+)
電流計
A
A
B
C
Cu
NaCl
水溶液
陽イオン
交換膜
陰イオン
交換膜
CuSO4
水溶液
CD
Na2SO4 水溶液
問1鉄電極で発生した気体の体積は, 0℃, 1.013×10 Pa (標準状態)で何mL か。
問2 この電解により,Cの溶液中の銅(II)イオン濃度は何mol/L増加または減少したか。
問3 電解後,Aの溶液を20mLとって 0.050mol/Lの塩酸で滴定するとき,必要な塩酸の
体積は何mL か。

17-4
【解答】
問 1
2.2×10mL
問21.0×10mol/L 増加した。
問38.0mL
【解説】
この電気分解の電極反応は次のようになる。
陽極 (Cu); Cu→ Cu2+ +2e-
化学分野
陰極 (Fe); 2H2O + 2e ~
→
H2 + 20H
また,流れた電子の物質量は,
0.46 × 7 × 60
9.65 × 104
=2.00×10™ (mol)
……… ①
このとき、BからAに陽イオン交換膜を通って Naが,BからCに陰イオン交換膜を通っ
SO2が移動する。
問1 ②式より,電子2molあたり H2 が1mol発生するから,求める体積は,
22.4×2.00×10-x/1/13 × 10°=22.4 (mL)
問2 ①式より,電子 2mol あたり Cu2+が1mol 増加するから,求める Cu2+の濃度の増加
量は,
-3
2.00 × 10-³× 1/1 100
1000
=1.0×102 (mol/L)
問3 ②式より,電子1mol あたり OH が1mol生じるから, 求める塩酸の必要量をv 〔mL]
とすると,
2.00×10 3x-
20
100
V
= = 0.050x-
1000
v=8.0mL

H
Te
Cu.
(上)
Nat. CI-Na So
OH
Cu·504²-
2-
H+. 04 HT. OH-
OH
Cu
Cu
27
2+ + 2e
2
es
Feu
2H++
2 e-
T
H2 +20H-
+

Answer 1

✨ 最佳解答 ✨

🍇こつぶ🐡

電解液Bでは、(元々あったH+やOH-も移動するが)、移動するほとんどがNa+、SO4^2-であり、H+やOH-は非常に小さな値のため、計算上無視する🙇