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高校の化学の電池の問題で質問です
化学I・II重要問題集の148(東北大学の2009年の問題)が解説を読んでもわかりません。 問題文は「ある金属Mをその金属イオンの1mol/L水溶液に浸し、図のような装置を組むことによって、金属Mと水素との電位差を測定した。電極E1は水素電極と呼ばれ、電極表面に水素を供給することにより、水素と水素イオンとの間の酸化還元反応が起きる」です。 図はMと水素電極がつながれ、塩橋(よくわからないんですが、とりあえず電流が流れるようになっていると思っておけばいいんでしょうか)で、それぞれの容器がつながれています。 水素電極(これもよくわかりません;)は、濃度1.0mol/Lの塩酸に白金線をつけて、水素を吹き付けている?ものです。 問題は、「Mが銅または鉛のとき、電極E1で水素の供給をとめたときの電極E1および電極E2(Mのほうのことです)で起こる化学反応について正しいものをすべて選べ」です。選択肢は省略しますが、水素が供給されているときとされていないときの反応の違いが納得できませんでした。 まずMが銅だったときなんですが、 ・水素が供給されている間は、イオン化傾向がH2>Cuより、H2が酸化され、 E1: H2 → 2H + + 2e- E2: Cu 2+ + 2e- → Cu となる、というのはわかります。 そして「電極E1の水素の供給を止めると、電極E1の反応が止まる。すると、外部回路を通じた e-の移動もなくなるため、電極E2でも反応は起こらない」と解説にはありました。 つぎにMが鉛だった場合、 ・イオン化傾向Pb>H2より、 E1: 2H + + 2e- → H2 E2: Pb → Pb 2+ + 2e- 解説には「電極E1の水素の供給をとめても、電極E1の反応は起こる。このとき、電極E2の反応 も起こっている」。 質問なのですが、 (1)Mが鉛だったときに、E1で反応しているH+は、HClのものでしょうか。 (2)どっちの場合も、H2の供給が止まっても、H2と金属のイオン化傾向を比べて、正極と負極を決めているように見えるんですが、なんででしょうか? (わかりづらくてすみません;) 銅の場合、水素の供給が止まったら、水素電極はただの白金線と同じになって、イオン化傾向Cu>Ptで、Cuから電子が流れていきそうな気がするんですが、そうならないのはなぜですか? この電池のあたりの理解があやふやなのですごくわかりづらい文章になってしまったと思いますが、回答よろしくお願いしますm( __ __ )m
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- nious
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H2の圧力(pH2)が 0 で無ければ"電気化学の問題"として次の電池の起電力は求められます。 M|M^n+ (1M)|| H^+ (1M)|Pt, H2(pH2) しかし pH2=0(atm) の場合にはよく分からないとしか云えません。 2H^+ + 2e^- ⇔ H2 酸化体(H^+)と還元体(H2)が存在して意味のある半電池になるからです。
お礼
遅くなりましたが、回答ありがとうございましたm(_ _)m