高校化学

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5分で解ける!ファラデーの法則と計算に関する問題

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この動画の問題と解説

練習

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高校化学 化学反応とエネルギー24 練習 答えなし

解説

これでわかる!
練習の解説授業
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練習問題を解いていきましょう。

電気分解の計算においては、「電子の物質量」に注目

高校化学 化学反応とエネルギー24 練習 答えなし

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まずは、問題の内容を確認しておきます。
白金電極を使って、水酸化ナトリウム水溶液を電気分解しています。
発生した 酸素の体積 から、流れた 電子の電気量 を求めましょう。
電子酸素量 が登場する陽極の反応式を見てください。
  4OH-→O2+2H2O+4e-

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この反応式より、酸素と電子の物質量の関係がわかります。
  酸素の物質量:電子の物質量=1mol:4mol

標準状態において、多くの気体1molの体積は22.4L

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それでは次に、 酸素の物質量 を求めましょう。
この実験では、発生した酸素の体積がわかっています。
標準状態で224mLですね。
標準状態において、 多くの気体1molの体積は22.4L=22400mL した。
これを利用すると、発生した酸素の物質量がわかります。
 1mol:22400mL= 0.01mol :224mL
よって、酸素の物質量は、 0.01mol です。

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さきほど、次の式を示しましたね。
  酸素の物質量:電子の物質量=1mol:4mol
この式に酸素の物質量を入れてみると、電子の物質量がわかります。
 1mol:4mol=0.01mol: 0.04mol
よって、流れた電子は 0.04mol ですね。

ファラデー定数とは、電子1molあたりの電気量

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最後に、ファラデー定数を使って、 電子の物質量電気量 に変換しましょう。
ファラデー定数とは、電子1molあたりの電気量のことでした。
つまり、 電子1molは96500Cの電気量をもっている わけです。
これを利用すると、電子0.04molがもっている電気量を求めることができますね。
 1mol:96500C=0.04mol: 3860C

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よって、答えは、 3860C となります。

高校化学 化学反応とエネルギー24 練習 答えあり
ファラデーの法則と計算
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