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鉛蓄電池を電源とし、
塩化銅(II)の電気分解を行ったところ、
電極Cには銅が析出した。

(鉛蓄電池中の電極Aと塩化銅(II)中の電極D、
鉛蓄電池中の電極Bと塩化銅(II)中の電極Cが
それぞれ直列で繋がれています。)

問:鉛蓄電池の電解液は、質量パーセント濃度30%の希硫酸1000gであった。
96500Cの電気量で電気分解を行ったとき、電気分解後の鉛蓄電池内の硫酸溶液の濃度は何%になるか。有効数字2桁で答えよ。

という問題で、
模範解答では、

はじめH2SO4は、
1000×30/100=300(g)あった。
また、流れた電子は1molである。
電極A,Bの反応を合わせると、
PbO2+Pb+2H2SO4→2PbSO4+2H2O
により、1molの電子につき1molのH2SO4が減り、
1molのH2Oが生じるから、

放電後の電解液の濃度は
(300-98)/(1000-98+18)×100≒22(%)

となっているのですが

1molの電子につき1molのH2SO4が減り、
1molのH2Oが生じるから、

というのがよく理解できません。
どなたか教えていただけませんでしょうか。
お願い致します。

A 回答 (1件)

鉛蓄電池の負極・正極の反応は次のようになります。


(-)Pb + SO42- → PbSO4 + 2e-
(+)PbO2 + SO42- + 4H+ + 2e- → PbSO4 + 2H2O

(+)と(-)の式を合わせたものが以下の式です。
PbO2+Pb+2H2SO4→2PbSO4+2H2O
この式には電子は消えてしまっていますが、上式を考えると、
電子が2molうごいたときに、H2SO4が2mol消費され、
H2Oが2mol発生するのです。
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