酸化還元と電池・電気分解の問題

電解槽 A と電解槽 B を直列につなぎ、一定の電流を流して電気分解を行った。電解槽 A には $0.0500\text{mol/L}$ の硫酸銅(II) ${\text{CuSO}}_4$ 水溶液 $200\text{mL}$ を入れ、両極に白金電極を用いた。電解槽 B には十分な量の硝酸銀 ${\text{AgNO}}_3$ 水溶液を入れ、両極に白金電極を用いた。電気分解を終えたところ、電解槽 B の陰極に銀が $3.24\text{g}$ 析出していた。

このとき、電解槽 A の陽極と陰極で発生した気体の体積の合計は、$0{}^{\circ }\text{C}$、$1.013\times 10^5\text{Pa}$ で何 mL か。有効数字 2 桁で求めよ。

ただし、原子量は $\text{Ag}=108$ とし、$0{}^{\circ }\text{C}$、$1.013\times 10^5\text{Pa}$ における気体のモル体積は $22.4\text{L/mol}$ とする。流れた電流はすべて電気分解に使われ、発生した気体は水に溶けず、理想気体とみなせるものとする。また、電解槽 A の陰極では、溶液中の銅(II)イオンがすべて析出するまでは銅だけが析出し、その後は水素だけが発生するものとする。

白金電極を用いて水酸化ナトリウム $\text{NaOH}$ 水溶液を $1.00\text{A}$ の一定の電流で 1 時間 4 分 20 秒間電気分解した。このとき陽極で発生した気体の体積は、標準状態（$0^{\circ }\text{C}$、$1.013\times 10^5\text{Pa}$）で何 L か。有効数字 3 桁で求めよ。

ただし、ファラデー定数は $F=9.65\times 10^4\text{C/mol}$、標準状態の気体 1 mol の体積は $22.4\text{L}$ とする。流れた電流はすべて電気分解に使われ、発生した気体は水に溶けず、理想気体とみなせるものとする。

電解槽 A には硝酸銀 ${\text{AgNO}}_3$ 水溶液を、電解槽 B には硫酸銅(II) ${\text{CuSO}}_4$ 水溶液を入れ、どちらにも白金電極を用いた。電解槽 A と B を電源に対して並列につなぎ、電源から流れ出る電流を $1.00\text{A}$ に保って 32 分 10 秒間電気分解したところ、電解槽 A の陰極に銀が $1.62\text{g}$ 析出した。

このとき電解槽 B の陰極に析出した銅の質量は何 g か。有効数字 3 桁で求めよ。

ただし、原子量は $\text{Cu}=63.5$、$\text{Ag}=108$、ファラデー定数は $F=9.65\times 10^4\text{C/mol}$ とする。流れた電流はすべて電気分解に使われ、電気分解の途中で水溶液中の ${\text{Ag}}^{+}$ や ${\text{Cu}}^{2+}$ がなくなることはないものとする。

陽イオン交換膜で仕切った電解槽の陽極側に飽和食塩水を、陰極側に $0.0100\text{mol/L}$ の水酸化ナトリウム $\text{NaOH}$ 水溶液 $250\text{mL}$ を入れ、陽極に炭素電極、陰極に鉄電極を用いて、$2.50\text{A}$ の一定の電流で 64 分 20 秒間電気分解した。

電気分解後の陰極側の水溶液中の水酸化ナトリウムのモル濃度は何 mol/L か。有効数字 3 桁で求めよ。

ただし、ファラデー定数は $F=9.65\times 10^4\text{C/mol}$ とする。流れた電流はすべて電気分解に使われ、陽イオン交換膜は ${\text{Na}}^{+}$ だけを通すものとする。陰極側の水溶液の体積は $250\text{mL}$ のまま変化しないものとし、発生した気体は水溶液に溶けないものとする。

陽極に炭素電極、陰極に鉄電極を用いて、塩化ナトリウム $\text{NaCl}$ 水溶液を $1.00\text{A}$ の一定の電流で電気分解した。陰極で発生した水素 ${\text{H}}_2$ の体積が、$0{}^{\circ }\text{C}$、$1.013\times 10^5\text{Pa}$ で $112\text{mL}$ になったとき、電気分解を行った時間は何分か。有効数字 2 桁で求めよ。

ただし、ファラデー定数は $9.65\times 10^4\text{C/mol}$、$0{}^{\circ }\text{C}$、$1.013\times 10^5\text{Pa}$ における気体のモル体積は $22.4\text{L/mol}$ とする。流れた電流はすべて電気分解に使われ、陰極では水素だけが発生し、発生した水素は水に溶けないものとする。