電気量計算【高校化学・化学基礎一問一答】

目次

はじめに

【プロ講師解説】化学のグルメでは、高校化学・化学基礎の一問一答問題を公開しています。問題一覧は【スマホで出来る】一問一答(高校化学・化学基礎)でご覧下さい。


問1

電極で変化するイオンの物質量(mol)は流れた電気量(C)に比例する。これを【1】の法則という。

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解答:【1】ファラデー

電極で変化するイオンの物質量(mol)は流れた電気量(C)に比例する。これをファラデーの法則という。

参考:【ファラデーの法則】電気量計算の公式・解き方(演習問題付き)

問2

1Cは1Aの電流が1【1】間流れたときの電気量である。

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解答:【1】秒

電気量はクーロン(C)とファラデー(F)の2つの単位で表される。

1Cは1アンペア(A)の電流が1秒間流れたときの電気量である。

\[ \mathrm{電気量(C) = 電流(A) × 時間(秒) }\]

参考:【ファラデーの法則】電気量計算の公式・解き方(演習問題付き)

問3

1【1】は電子1molのもつ電気量である。

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解答:【1】ファラデー(F)

1Fは電子1molのもつ電気量である。

\[ \mathrm{電気量(F) = 9.65 × 10^{4}(C/mol)} \]

ちなみに、この9.65×104という数値はファラデー定数とよばれる。

参考:【ファラデーの法則】電気量計算の公式・解き方(演習問題付き)

問4

5Aの電流を3860秒間流したときに流れた電気量は【1】Cである。

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解答:【1】19300

問題文に電流(A)と時間(秒)が書かれているため、まずはそれを使って流れた電気量(C)を求める。

\[ \mathrm{5(A)×3860(秒)=19300(C)} \]

参考:【ファラデーの法則】電気量計算の公式・解き方(演習問題付き)

問5

問4のときに流れた電子eの物質量は【1】molである。

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解答:【1】0.2

問4で求めた電気量と、ファラデー定数を用いて流れた電子eのmolを求める。

\[ \begin{align}
\mathrm{e^{-}(mol)}&\mathrm{=\frac{ 19300(C) }{ 9.65×10^{4}(C/mol) }}\\
&=0.2
\end{align} \]

参考:【ファラデーの法則】電気量計算の公式・解き方(演習問題付き)

問6

次の反応において、9650Cの電気量を使用したときに流れた電子eの物質量は何molか。
Cu2+ + 2e → Cu

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解答:0.1

電気量とファラデー定数を用いて流れた電子eのmolを求める。

\[ \begin{align}
\mathrm{e^{-}(mol)}&\mathrm{=\frac{ 9650(C) }{ 9.65×10^{4}(C/mol) }}\\
&=0.1
\end{align} \]

参考:【ファラデーの法則】電気量計算の公式・解き方(演習問題付き)

問7

問6のときに析出した銅Cuの質量は何gか。ただし、Cu=64とする。

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解答:3.2g

反応量計算を行い、銅の析出量を求める。

\[ 2:64=0.1:x\\
\leftrightarrow x=3.2(\mathrm{g}) \]

参考:【ファラデーの法則】電気量計算の公式・解き方(演習問題付き)

問8

次の反応において、3Aの電流を1930秒流したときに発生する酸素は標準状態で何Lか。
2H2O → O2 + 4H + 4e

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解答:0.336L

問題文に電流(A)と時間(秒)が書かれているので、まずはそれを使って流れた電気量(C)を求める。

\[ \mathrm{3(A)×1930(秒)=5790(C)} \]

次に、求めた電気量とファラデー定数を用いて流れた電子eのmolを求める。

\[ \begin{align}
\mathrm{e^{-}(mol)}&\mathrm{=\frac{ 5790(C) }{ 9.65×10^{4}(C/mol) }}\\
&=0.06
\end{align} \]

最後に、反応量計算を行い、酸素の発生量を求める。

\[ 22.4:4=x:0.06\\
\leftrightarrow x=0.336(\mathrm{L}) \]

参考:【ファラデーの法則】電気量計算の公式・解き方(演習問題付き)

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著者情報

元講師、薬剤師、イラストレーター
数百名の中高生向け指導経験あり(過去生徒合格実績:東工大・東北大・筑波大・千葉大・岡山大・早稲田大・慶應義塾大・東京理科大・上智大・明治大など)。
2014年よりwebメディア『化学のグルメ』を運営
公式オンラインストアで販売中の理論化学ドリルシリーズ・有機化学ドリル等を執筆
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