鉛蓄電池の問題

質問

鉛蓄電池の両極を導線で結んだ時、電子１molが流れたとき、鉛極は(x)g(y)くなり、希硫酸は(a)g(b)くなる。

答えは
(x)が４８、(y)が重、(a)が８０、(b)が軽
です。

鉛蓄電池の反応式までは書けたのですが、そこからが分かりません;

分かる方良ければ解説お願いしますm(_ _)m

回答No.5

owata-www · ベストアンサー

＃４さんとかぶりますが

（ｘ）が(303-207)/2=48(g)
硫酸鉛の分子量が207（鉛）+(32+16*4)（硫酸イオン）＝303であり
鉛の分子量が207になるので
0.5mol鉛が反応すると
(303-207)/2=48(g)
増加することになります

（ａ）が98-18=80(g)
失われる硫酸イオンは1molであり32+16*4=98gとなりますが、発生したH2O 1molが希硫酸の方に行くと解釈するみたいなので
98-18=80g
軽くなるという解答になります

お礼

大変分かりやすい解答ありがとうございましたm(_ _)m

回答No.4

htms42

両極の間に負荷を入れるということを明記していないのは不備だろうと思います。電池内部での化学変化についての問いだということで抜けてしまったのだと思います。質量変化を電池の破壊によるものとして考えるというのは考えすぎでしょう。
そういう回答が出てきたというのは＃１、＃２で回答が合わないと書かれているからでしょう。
でも希硫酸は８０ｇ軽くなるというのは式から出てきます。
間違いではありません。
全体の反応式が＃１に書かれています。
Pb + PbO2 + 2H2SO4→2PbSO4 + 2H2O
ＰｂＳＯ４は水に溶けませんので電極表面に張り付いた形になっています。
１ｍｏｌの電子が移動した時、電極表面に付着するＰｂＳＯ４は両極合わせて１ｍｏｌです。ＳＯ４の部分が水溶液中から伝ｋｙ得表面に移動しています。・９６ｇあります。この時０．５ｍｏｌのＰｂＯ２がＰｂＳＯ４に変わっています。酸素１ｍｏｌ、１６ｇはＨ２Ｏになって希硫酸の中に移ります。差し引き希硫酸の質量の減少は９６ｇ－１６ｇ＝８０ｇです。

お礼

分かりました!
細かい説明まで、ありがとうございましたm(_ _)m

回答No.3

usokoku

「両極を導線で結んだ」
の文言に間違いはないですね。

この場合には、陽極から陰極に大電流が流れ、「鉛蓄電池」の「グリット」と呼ばれる部品の一部か破壊され、電極表面から、電極を構成している物質の一部が破壊され落下します。

落下したぶしつの中に、グリットの一部が含まれていたりすると、低価格鉛蓄電池の場合には、鉛-カルシウム合金が使われていますので、硫酸に溶けます。
つまり、電極の質量減少とりゅう酸溶液の質量増加が発生します。

一方、電極反応のほうも適当に起こります。

つまり、「重くなる」か「軽くなる」かは、グリットの破損状況次第です。当然、重さもわかりません。

通常の問題では「両極間に抵抗を接続して」と書くはずですけど、確実に爆発するような実験内容を入試問題に出す大学もあるので、このような問題もありかもしれません。

補足

はい、問題文に間違いはありません。

回答No.2

ORUKA1951

問題がおかしいのか、解答がおかしいのか???
≫鉛極は・・・
ということは負極の話ですよね。
≫鉛蓄電池の反応式までは書けたのですが、
その反応式を、電極ごとと、全体の3つを書いてみてください。

補足

[負極]Pb + SO4^2-→PbSO4 + 2e^-
[正極]PbO2 + 4H^+ + SO4^2- + 2e^-→PbSO4 + 2H2O
[まとめ]Pb+ PbO2 + 2H2SO4→2PbSO4 + 2H2O
となりました。

回答No.1

owata-www

鉛蓄電池が放電する時
負極：Pb + SO4^2-→PbSO4 + 2e^-
正極：PbO2 + 4H^+ + SO4^2- + 2e^-→PbSO4 + 2H2O
となります
全体では
Pb + PbO2 + 2H2SO4→2PbSO4 + 2H2O
となります

よって、電子1molが流れたということは2e^-が1molということなので
係数の比を見ると

負極では0.5molのPbから0.5molのPbSO4が生成したことになり
全体では1molの希硫酸が失われたことになります

でも、希硫酸の方が合わない　どこが違うんだろう…

補足

すみません；
式が、
（ｘ）が(303-207)/2=48(g)
（ａ）が98-18=80(g)
と言う事が書いてありました。
大変申し訳ありませんが、この式について説明していただけませんか＞＜？