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高校化学 西湘高等学校 3年（文理系） 化学U 実況中継 by 池田博明 電気分解 電気分解とファラデーの法則 問題 塩化銅（U）水溶液をPｔ電極で電気分解する。 陰極に２．５４ｇのCuが析出した。流れた電気量は何Fか。 陽極で発生する塩素は何ｇか。Cu＝63.5 Cl＝35.5とする 単位に注目 【ｇ】→ 【モル】 → （価数）→ 【ファラデー】 モル公式 解法 @銅のモル数 ｎ ＝ w ／ M ［モル］ ［ｇ］ ［モル／g］ 2.54 ／ 63.5 ＝ 0.04 A電気量 半反応式から、 Cu １モル析出のとき 電子２モル＝２ファラデー 与えられた条件 0.04モル なら 0.08 ファラデー B塩素の質量 ２Cl− → Cl2 ＋ ２電子 １モル ２モル＝２ファラデー 0.04モル ｗ ＝ ｎ M ［g］ ［モル］ ［g／モル］ 【全体の反応式】 CuCl2 → Cu ＋ Cl2 問２２１ ｘモル濃度の硫酸銅水溶液１００ｍLをPｔ電極で電解した。 Cuイオンのすべてが１．０A、３２分１０秒で析出した。Cu＝６４、 @陽極と陰極での反応式は A析出した銅は何ｇか 単位が重要 ［電気量 ［クーロン］＝ ［アンペア］ ［秒］］ ＝ 1.0 × 1930 ＝ 1930 クーロン ［ファラデー ＝ 1930 ［クーロン］÷ 96500 ［クーロン／ファラデー］ Bｘを求めよ 【モル／Ｌ ＝ ｎモル ／ Ｖ Ｌ 】 C陽極で発生する気体とモル数、標準状態での体積 【標準状態での体積 ＝ ｎ［モル］ × 22.4 ［Ｌ／モル］ 】 電気素量 × アボガドロ数 ＝ 電気量 （６）電気分解 目的 電気分解装置を作り、電気分解をする 用具 7mmのガラス管11cm、使い古しの鉛筆、乾電池、加熱器具 薬品 寒天2ｇ、10％硝酸カリウム水溶液100mL 手順 7mmのガラス管を折り曲げ、U字管を作る。 陽極は使い残しの鉛筆を金網上で燃やして芯を取り出す。 10％硝酸カリウム水溶液に寒天を溶かし、加温して液状にしてU字管に入れる 一方に0.1モル/L KI 溶液を入れる。 もう一方に0.1モル/L AgNO3溶液を入れる 陰極に硝酸銀、陽極にヨウ化カリウムとして乾電池1個で電気分解。 結果 陰極では炭素棒に銀が付着し、陽極ではヨウ素が発生するため液色が褐色になる。 陽極ではヨウ素デンプン反応が観察される。 考察 それぞれの極で起こる反応を電子反応式で記述する。 （８-2）銀鏡反応 目的 還元剤で時計皿に銀鏡を作る 薬品 硝酸銀水溶液、ホルムアルデヒド 手順 アンモニア性硝酸銀溶液を作る アンモニア水に硝酸銀液を滴下する。白い沈殿ができる。 さらに少しずつ滴下すると沈殿が消える位置がある。そこで止める。 試験管にこの硝酸銀水溶液を入れ、一滴ホルムアルデヒドを滴下する 湯煎する。 結果 銀が析出し、試験管の管壁に鏡ができる。 |