何度計算しても答えが合いません...

質問

何度計算しても答えが合いません...

鉛蓄電池を電源として鉛蓄電池の電極ΑとΒを図のように電極СおよびＤに接続し塩化銅(II)水溶液を電気分解したところ電極Ｃに銅が析出した。ただし鉛蓄電池の電解質水溶液は30％希硫酸500グラムとする。
電気分解の結果6.4グラムの銅が電極Ｃに析出した。このとき鉛蓄電池の電解質水溶液の質量パーセントはいくらか。(有効数字３桁)
答えは26.9％です。

水の物質量と増加量、硫酸の物質量の増加量を教えてください

回答No.2

sa2ko2ko · ベストアンサー

どのあたりでまちがえられているかはわかりませんが…
まず、
*Cu^2+ + 2e^- → Cuより0.2molの電子がうごいたことがわかります。
鉛蓄電池の方は
*Pb → Pb^2+ + 2e^-
*PbO2 + 2e^- + 4H^+ → Pb^2+ + 2H2O
より1電子あたりでは
*1/2Pb + 1/2PbO2 + H2SO4 → PbSO4 + H2O
となります。
よって、希硫酸溶液から、0.2mol(=19.6g)の硫酸が減り、0.2mol(=3.6g)の水が増えます。
もともとの希硫酸溶液は30%ですから、
*H2SO4 : 150g
*H2O : 350g
なので、電気分解後は
{150-19.6}/{500 - 19.6 + 3.6} = 0.2694…
となります。これより答えは26.9%であっているはずです。

お礼

最後の式で500から19.6をひいていませんでした
ありがとうございました

回答No.3

4500rpm

ヒントのみ

銅の原子量＝６４
硫酸の分子量＝９８
水の分子量＝１８
とします。
正しくは問題に書いてあるはずです。そちらの値で計算して下さい。

１）6.4グラムの銅が析出したので、電子はどれだけ必要ですか？
６．４／６４＊２で０．２ｅ
２）鉛蓄電池は、負極と正極でそれぞれ変化しますが、
一つの式で表すと下のようになり、
Pb+PbO2+2H2SO4 → 2PbSO4+2H2O
電子は２ｅ－だけ負極から正極へ移動します。
０．２ｅ分必要なので、負極で硫酸は０．２モル消費され、
正極で水が０．２モル生成します。

３）鉛蓄電池の３０％希硫酸５００ｇはどうなりましたか？
元々硫酸は５００＊３０／１００ありましたが、０．２＊９８ｇ分減りました。
全体の重量は、５００ｇから硫酸が減って、水が増えました。
５００－０．２＊９８＋０．２＊１８
では、濃度はどうなったでしょうか？
計算してみて下さい。

お礼

詳しく説明してくださってありがとうございました

回答No.1

Saturn5

３０％希硫酸というと
Ｈ２ＳＯ４＝１５０（ｇ）　　Ｈ２Ｏ＝３５０（ｇ）です。

電気分解により、
Ｃｕ（ｍｏｌ）＝６．４／６４＝０．１
ｅ－（ｍｏｌ）＝０．１×２＝０．２

鉛蓄電池は電子１ｍｏｌの放電でＨ２ＳＯ４を１ｍｏｌ消費し、
Ｈ２Ｏが１ｍｏｌ発生します。

減少するＨ２ＳＯ４（ｇ）＝９８×０．２＝１９．６
増加するＨ２Ｏ（ｇ）＝１８×０．２＝３．６
よって、Ｈ２ＳＯ４（ｇ）＝１５０－１９．６＝１３０．４
Ｈ２Ｏ（ｇ）＝３５０＋３．６＝３５３．６
溶液の質量＝１３０．４＋３５３．６＝４８４
質量パーセント＝１３０．４／４８４×１００＝２６．９

お礼

とても説明が丁寧でわかりやすかったです
ありがとうございました