酸化還元と電池・電気分解の問題

白金電極を入れた硝酸銀 $\mathrm{AgN}{\mathrm{O}}_3$ 水溶液の電解槽 A と、白金電極を入れた硫酸銅(II) $\mathrm{CuS}{\mathrm{O}}_4$ 水溶液の電解槽 B を直列につなぎ、一定の電流を流して電気分解した。各電解槽の陰極では、それぞれ次の反応だけが起こったものとする。
$$\text{A}:\mathrm{A}{\mathrm{g}}^{+}+{\mathrm{e}}^{-}⟶\mathrm{Ag}\text{B}:\mathrm{C}{\mathrm{u}}^{2+}+2{\mathrm{e}}^{-}⟶\mathrm{Cu}$$
電解槽 A の陰極に銀が $2.16\mathrm{g}$ 析出したとき、電解槽 B の陰極に析出した銅の質量は何 $\mathrm{g}$ か。原子量は $\mathrm{Cu}=64$、$\mathrm{Ag}=108$ とし、有効数字 2 桁で答えよ。

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。

リン酸形の水素–酸素燃料電池を一定の電圧 $0.70\mathrm{V}$ で放電させたところ、水素 $0.10\mathrm{mol}$ が消費された。負極では次の反応が起こる。
$${\mathrm{H}}_2\to 2{\mathrm{H}}^{+}+2e^{-}$$
また、水素の燃焼は次の式で表される。
$${\mathrm{H}}_2(\text{気})+\frac{1}{2}{\mathrm{O}}_2(\text{気})\to {\mathrm{H}}_2\mathrm{O}(\text{液})\Delta H=-286\mathrm{kJ}$$

ファラデー定数を $9.65\times 10^{4}C/mol$ とし、消費された水素はすべて電池の反応に使われたものとする。取り出した電気エネルギーは、消費された水素を燃焼させたときに発生する熱量の何 $\%$ にあたるか。有効数字 2 桁で求めよ。

白金電極を用いて硝酸銀 $\mathrm{AgN}{\mathrm{O}}_3$ 水溶液を電気分解したところ、電子が $0.050\mathrm{mol}$ 流れた。陰極では次の反応だけが起こったものとする。
$$\mathrm{A}{\mathrm{g}}^{+}+{\mathrm{e}}^{-}⟶\mathrm{Ag}$$
このとき陰極に析出した銀の質量は何 $\mathrm{g}$ か。原子量は $\mathrm{Ag}=108$ とし、有効数字 2 桁で答えよ。

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。