【この一本でバッチリ!!】電気分解まとめ(電気分解基礎・計算・陽イオン交換膜法・銅の電解精錬・アルミニウムの溶融塩電解)〔現役講師解説、高校化学、化学基礎、2023年度版〕 - 質問解決D.B.(データベース)

【この一本でバッチリ!!】電気分解まとめ(電気分解基礎・計算・陽イオン交換膜法・銅の電解精錬・アルミニウムの溶融塩電解)〔現役講師解説、高校化学、化学基礎、2023年度版〕

問題文全文(内容文):
電気分解についてまとめました。
電気分解基礎・計算・陽イオン交換膜法・銅の電解精錬・アルミニウムの溶融塩電解
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問題文全文(内容文):
電気分解についてまとめました。
電気分解基礎・計算・陽イオン交換膜法・銅の電解精錬・アルミニウムの溶融塩電解
投稿日:2023.10.19

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$H_2O_2$
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c 式(1)で $NiCl_2$と$CuCl$が得られた水溶液から$CuCl$を除いた後、その水溶液を電気分解すると、単体の$Ni$が得られる。
このとき陰極では、式(3)と(4)に示すように$Ni$の析出と気体の水素$H_2$の発生が同時に起こる。
陽極では、式(5)に示すように気体の$CI_2$が発生する。

$NIS + 2 CuCl_2→ NICI_2 + 2CuCl + S$ (1)(再掲)
陰極 $Ni^{2+}+ 2e^{-} → Ni$ (3)
   $2H{+} +2e{-}→ H_2$ (4)
陽極 $2 CI^{-}→ Cl_2+2e^{-}$ (5)

電気分解により$H_2$と$Cl_2$が安定に発生しはじめてから、
さらに時間$t(s)$だけ電気分解を続ける。
この間に発生する$H_2$と$Cl_2$の体積が、温度$T(K)$、
圧力$P(Pa)$のもとでそれぞれ $V_{w2}(I_n)$ と $V_{CI3}(L)$
のとき、陰極に析出する$Ni$の質量$w(g)$を表す式として
最も適当なものを、後の①~⑥のうち から一つ選べ。

ただし、$Ni$ のモル質量は$M(g/mol)$、気体定数は$R(Pa・L/(K・mol))$とする。
また、流れた電流はすべて式(3)~(5)の反応に使われるものとし、$H_2$と$Ch_2$の水溶液への溶解は無視できるものとする。
①$\displaystyle \frac{MP(V_{CI2}+V_{H2})}{RT}$
②$\displaystyle \frac{MP(V_{CI2}-V_{W2})}{RT}$
③$\displaystyle \frac{MP(V_{W2}-V_{CI2})}{RT}$
④$\displaystyle \frac{2MP(V_{CI2}+V_{W2})}{RT}$
⑤$\displaystyle \frac{2MP(V_{CI2}-V_{W2})}{RT}$
⑥$\displaystyle \frac{2MP(V_{H2}-V_{CI2})}{RT}$
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