危険物取扱者 甲種 物理学及び化学 練習問題 第49問: 硫酸銅(II)水溶液を白金電極を用いて電気分解したところ、9650 Cの電気量が流れた。このとき陰極に析出する銅の質量はいくらか。ただし、ファラデー定数を965

流れた電子の物質量は、電気量 ÷ ファラデー定数 = 9650 ÷ 96500 = 0.1 mol です。陰極では Cu²⁺ + 2e⁻ → Cu の反応が起こり、電子2 molにつき銅1 molが析出します。

よって析出する銅は 0.1 ÷ 2 = 0.05 mol であり、質量は 0.05 × 64 = 3.2 g となります。6.4 gは「電子1 molにつき銅1 mol」と価数を無視した場合、12.8 gは電子の物質量を2で割らずに2倍した場合（0.2 mol × 64）、1.6 gは銅の物質量をさらに半分にした場合（0.025 mol × 64）、0.32 gは桁を1つ取り違えた場合の誤答です。

なお、白金電極を用いた場合、陽極では水が酸化されて酸素が発生します（2H₂O → O₂ + 4H⁺ + 4e⁻）。