化学の問題教えてください

質問

酸素　水素燃料電池を用いて、硝酸銀水溶液を電気分解して、硝酸銀を１０．８ｇ得た。
酸素を空気から得るとき、この電気分解に必要な空気の体積は、標準状態で何Lか。
有効数字３ケタで求めよ。
ただし、空気中の酸素濃度は、２０．０％とする。

答え２．８０L

解き方を教えてください。

解説が詳しいとありがたいです。

回答No.1

KURUMITO · ベストアンサー

銀が10.8ｇ析出したことは銀のモル質量を107.88gですから析出した銀の物質量は
10.8 / 108 = 0.100 mol
ところで燃料電池では次の反応によって電子を奪って酸素が水になります。
1／2Ｏ2＋2Ｈ＋＋2ｅ－→Ｈ2Ｏ
この電子が
Ｈ２　→　２Ｈ＋　＋　２ｅ－
の反応で供給されることになるのですが銀の電気分解では
２Ａｇ＋　→　２Ａｇ　＋　２ｅ-
したがって2 molのＡｇが析出するのに2分の1モルの酸素が使われることになります。1 mol の銀では4分の1モルの酸素が必要ということになります。
0.1 * 1/4 = 0.0250 mol
の酸素が必要です。
この量の酸素が標準状態での体積は1molの気体で22.4Ｌですから
0.0250 * 22.4 = 0.560 L
空気中の酸素の量は20％ですから
0.560 / 0.20 = 2.80 L

お礼

詳しい解説ありがとうございました。