酸化還元と電池・電気分解の問題

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。

電解槽 A には硝酸銀 ${\text{AgNO}}_3$ 水溶液を、電解槽 B には希硫酸 ${\text{H}}_2{\text{SO}}_4$ を入れ、どちらにも白金電極を用いた。電解槽 A と B を直列につないで一定の電流を流し、電気分解を行ったところ、電解槽 A の陰極に銀が $2.16\text{g}$ 析出した。このとき、電解槽 B の陽極と陰極で発生した気体の体積の合計は、標準状態（$0^{\circ }\text{C}$、$1.013\times 10^5\text{Pa}$）で何 mL か。有効数字 3 桁で求めよ。

ただし、原子量は $\text{Ag}=108$ とし、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。

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。

白金電極を用いて硝酸銀 ${\text{AgNO}}_3$ 水溶液を $0.500\text{A}$ の一定の電流で電気分解し、陰極に銀を $1.08\text{g}$ 析出させたい。電流を流す時間は何秒か。有効数字 3 桁で求めよ。

ただし、原子量は $\text{Ag}=108$、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銀の析出と陽極での反応に使われ、電気分解の途中で水溶液中の銀イオンがなくなることはないものとする。

白金電極を用いて、硫酸銅(II) ${\text{CuSO}}_4$ 水溶液を $2.00\text{A}$ の一定の電流で 32 分 10 秒間電気分解した。このとき陰極に析出した銅の質量は何 g か。有効数字 2 桁で求めよ。

ただし、ファラデー定数を $9.65\times 10^4\text{C/mol}$、Cu の原子量を $63.5$ とする。また、電気分解の間、水溶液中の ${\text{Cu}}^{2+}$ はなくならず、流れた電流はすべて電極での反応に使われ、陰極では銅の析出だけが起こるものとする。