理論化学基礎演習8 鉛蓄電池放電後の希硫酸の濃度変化 - 質問解決D.B.(データベース)

理論化学基礎演習8 鉛蓄電池放電後の希硫酸の濃度変化

問題文全文(内容文):
質量パーセント濃度$28$%,密度$1.2g/cm^3$の希硫酸$0.50L$を電解液とする鉛蓄電池を、
塩化銅(II)水溶液に$2$枚の白金電極を浸した電解槽につなぎ、電気分解を行った。
その結果、
電解槽の陰極上に銅が$6.4g$析出した。
鉛蓄電池の電解液に用いられている希硫酸の質量パーセント濃度は何%になったか。
有効数字2桁で求めなさい。
(原子量$H1O 16 S 32 Cu 64$)
単元: #化学#化学理論#電池と電気分解#理科(高校生)
指導講師: ぺんぎん高校化学問題集
問題文全文(内容文):
質量パーセント濃度$28$%,密度$1.2g/cm^3$の希硫酸$0.50L$を電解液とする鉛蓄電池を、
塩化銅(II)水溶液に$2$枚の白金電極を浸した電解槽につなぎ、電気分解を行った。
その結果、
電解槽の陰極上に銅が$6.4g$析出した。
鉛蓄電池の電解液に用いられている希硫酸の質量パーセント濃度は何%になったか。
有効数字2桁で求めなさい。
(原子量$H1O 16 S 32 Cu 64$)
投稿日:2024.06.24

<関連動画>

高校化学の計算問題(問題027・2022愛知学院大学)身近な塩素系漂白剤の濃度をヨウ素滴定で求める

アイキャッチ画像
単元: #化学#化学基礎2ー物質の変化#大学入試過去問(化学)#酸化還元反応#理科(高校生)#愛知学院大学
指導講師: ぺんぎん高校化学問題集
問題文全文(内容文):
塩素系漂白剤に含まれる次亜塩素酸ナトリウム $NaClO$の濃度を求める実験について,以下の文章を読み,問に答えなさい。

塩素系漂白剤をホールピペットを用いてメスフラスコへ正確に $5.0mL$移し,メスフラスコに純粋な水を加えて $100mL$ に希釈した。
この溶液をホールピペットを用いてコニカルビーカーヘ正確に
$10mL$移し,純粋な水を約$100mL$加えた。
①そこにヨウ化カリウム$KI$を$1.0g,1.5mol/L$の硫酸$H_2SO_4$水溶液を$5.0mL$加えたところ,ヨウ素$I_2$が生じて溶液が褐色に変化した。
この溶液を,ビュレットを用いて$0.10mol/L$のチオ硫酸ナトリウム$Na_2S_2O_3$水溶液にて滴定した。
途中,試料溶液の色が薄くなったところで指示薬としてデンプン水溶液を少量加えると,溶液の色が青紫色に変化した。
この色が消えるまで滴定を続けたところ,総量$10mL$を要した。
ただし,ヨウ素$I_2$とチオ硫酸ナトリウム$Na_2S_2O_3$は,以下のように反応する。
$I2 + 2Na_2S_2O_3 →2NaI + Na_2S_4O_6$

問 1 下線部①の酸化剤と還元剤の反応を,電子$(e^{-})$を含むイオン反応式でそれぞれ答えなさい。

問 2 この塩素系漂白剤に含まれる次亜塩素酸ナトリウムのモル濃度は何$mol/L$ですか。
有効数字 2 桁で答えなさい。
ただし,漂白剤中で反応に関係するものは$NaClO$以外に存在しないものとする。

問 1
酸化剤:$ClO^{-} + 2H^{+} + 2e^{-} → Cl- + H_2O$
還元剤:$2I^{-} → I_2 + 2e^{-}$
※次亜塩素酸イオンの塩素原子の酸化数は$+1$であることに注意

問 2
問 1の半反応式より以下のイオン反応式が得られる。
$ClO^{-} + 2H^{+} + 2I^{-} → I_2 + Cl^{-} + H_2O$
これより,($ClO^{-}$の数) =($NaClO$の数) =($I_2$の数)※であることがわかる。
希釈前の漂白剤の次亜塩素酸ナトリウムのモル濃度$c〔mol/L〕$とすると,$5.0mL→100mL$にしていることから濃度は$20$分の$1$になっている。
また,ヨウ素$1$個と反応するチオ硫酸ナトリウムは$2$個なので,($NaClO$の数) =($I_2$の数)であることとあわせて,
$\displaystyle \frac{c}{20}[mol/L] \times \displaystyle \frac{10}{1000}L \times 2=0.10mol/L \times \displaystyle \frac{10}{1000}L$これを解いて,$c=1.0mol/L$

※補足 この問題では KI の式量が与えられていないため mol は計算できないが,次亜塩素酸
ナトリウムをすべて反応させる必要があるので,ヨウ化カリウムは反応に十分な量を加えている
はずである(そうでなければ滴定として失敗である)。
結果から、$\displaystyle \frac{0.1}{20}[mol/L] \times \displaystyle \frac{10}{1000}L =5.0 \times 10^{-5}mol,KI$の式量 166 から$\frac{1.0g}{166g/mol} \fallingdotseq 6.0 \times 10^{-3}mol$なので,十分な量の $KI$ を加えていることが確認できる。
この動画を見る 

1分で解いてほしい化学計算問題 (71) 反応速度式

アイキャッチ画像
単元: #化学#化学理論#化学反応の速さ#理科(高校生)
指導講師: ぺんぎん高校化学問題集
問題文全文(内容文):
下記の化学反応式で表される化学反応について、物質AおよびBの初濃度を変えた実験I~IIIで、反応開始後の物質Cの生成速度vを求めると、表の結果が得られた。
このときの反応速度式vを、反応速度定数k,[A], [B]を用いて表しなさい。
[2021 北海道科学大学・改]
この動画を見る 

理論化学第2回 金属結晶の構造 最密構造はどれか,配位数はいくらかを理解しよう!

アイキャッチ画像
単元: #化学#化学基礎1ー物質の構成#化学結合#理科(高校生)
指導講師: ぺんぎん高校化学問題集
問題文全文(内容文):
理論化学第2回 金属結晶の構造 最密構造はどれか,配位数はいくらかを理解しよう!
穴埋めせよ。
面心立方格子
六方最密構造
→細密構造
配位数____

体心立方格子
→配位数__
この動画を見る 

2024追試第3問 問1 14族元素の性質

アイキャッチ画像
単元: #化学#無機#非金属元素の単体と化合物#理科(高校生)#化学#共通テスト
指導講師: ぺんぎん高校化学問題集
問題文全文(内容文):
14族の元素性質
元素ア~エは炭素C、ケイ素$\ce{Si}$,スズ$\ce{Sn}$, 鉛$\ce{Pb}$ のいずれかであり、次の 記述Ⅰ~Ⅲに示す性質や特徴をもつ。
㋐〜㋓に当てはまる元素の組合せとして 最も適当なものを、後の①~⑧のうちから一つ選べ。

Ⅰ ㋐と㋑の単体は、希硝酸にも水酸化ナトリウム水溶液にも溶解する。

Ⅱ ㋐を含むガラスは、光の屈折率が大きく、透明なガラスや光学レンズに用 いられる。

Ⅲ㋒の酸化物をエの単体で還元することでウの単体が製造される。
※表は動画内参照
この動画を見る 

【高校化学】酸と塩基⑦「酸と塩基と塩の定義と性質」【理論化学/化学基礎#19】

アイキャッチ画像
単元: #化学#化学基礎2ー物質の変化#酸と塩基・水素イオン濃度
指導講師: 受験メモ山本
問題文全文(内容文):
1⃣左辺の物質を、ブレンステッドの定義によって酸と塩基に分類せよ。
 (1) HCl+NaOH→NaCl+H₂O
 (2) NH₃+H₃O⁺→NH₄⁺+H₂O
 (3) CH₃COO⁻+H₂O→CH₃COOH+OH⁻

2⃣次の塩を、(1)酸性塩、(2)塩基性塩、(3)正塩に分類し、液性を答えよ。
  Na₂SO₄、NaHSO₄、KNO₃、NaHCO₃
(1)

(2)

(3)
この動画を見る 
PAGE TOP