CuSO4の水溶液中のCu2+のモル数

質問

ある問題集にCuSO4の水溶液の

モル濃度１０mol/Lに１０Lかけると

１００molのCu2+のモル数を求めることが出来ると書いてあるんですが、

求められるものは溶質のCuSO4のモル数じゃないんですか。

Cu2+はCuSO4という溶質の一部なのにと思うんですが、どうでしょうか。

回答No.3

toraccha · ベストアンサー

カギは，問題文中の「ただ し, 電解液中の硫酸銅(II)はすべて電離してお り,」という部分です。

質問者さんは溶液中にある硫酸銅(II)の物質量が濃度と体積から求められることを理解していますよね。
それがすべて電離すると溶けていた硫酸銅(II)と同じ量のCu^2+が生じるわけです。

n molのCuSO4　がすべて電離してイオンに分かれると　n molのCu^2+　と　n molのSO4^2- になるのです。

お礼

疑問が解消されました。ありがとうございました。

回答No.2

ORUKA1951

物質量とは、「物質の量」でしたね。
　長さ、質量、時間、電流、温度、光度と同様の物理量です。それぞれの単位は
長さ m
質量 kg
時間 s
電流 A
温度 K
光度 cd
物質量 mol
でしたね。これら６個はSI基本単位( http://ja.wikipedia.org/wiki/SI%E5%9F%BA%E6%9C%AC%E5%8D%98%E4%BD%8D )です。
　モルの定義は
1. モルは、0.012 キログラム（12グラム）の炭素12の中に存在する原子の数と等しい要素粒子を含む系の物質量である。
2. モルを用いるとき、要素粒子を指定する必要があるが、それは原子、分子、イオン、電子その他の粒子、またはこれらの粒子の集合体であって良い。

　でしたね。この定義だけは、正確に（覚えるだけじゃなく）間違いなく理解しておくこと。
★アボガドロ定数個6.02×10²³個が1モルじゃない。
　１モルを数えてみたら約6.02×10²³個で、それをアボガドロ定数と言う

＞求められるものは溶質のCuSO4のモル数じゃないんですか。
「【要素粒子を指定する必要がある】が、それは原子、分子、イオン、電子その他の粒子、またはこれらの粒子の集合体であって良い。」ここを理解できていないようですね。

　具体的には
１モルの【水】には、２モルの【水素原子】と１モルの【酸素原子】が含まれる。電気分解すると、１モルの【水素】と、1/2モルの【酸素】が発生する。
　※最後の【水素】【酸素】は【物質】です。(教科書の最初の最初)

　硫酸１モルには２モルの水素原子、４モルの酸素原子、２モルの硫黄が含まれていて、水に溶かすとほぼ100%電離して2モルの水素イオンを生じる。

　とかの文章の意味を読み解いて見ましょう。

＞モル濃度１０mol/Lに１０Lかけると１００molのCu2+のモル数を求めることが出来る
　これ間違っている。文章を正確に読取らないと、当然書かれていること理解できないはずです。
[重要な訂正]
　モル濃度(10mol/L)の希硫酸100mL中に含まれる銅イオンCu²⁺の物質量は、100mL/1L = 0.1 をかけると求められる。
　とかじゃないのですか？？？
　10(mol/L) × 0.1 = 1(mol)

あなたの課題
1. 物質量とその単位モルの意味を正確に理解すること
2. なによりも文章や会話から意図を正確に読取る訓練をすること
　2.は漫画や動画じゃ身につきません。絵のない小説などを沢山読みましょう。だって小説で「時計」という単語が出てきたら、腕時計？柱時計？鳩時計？懐中時計？デジタル？アナログ？と頭の中で色々な時計が駆け巡る。ずうっと読んでいくと、その時計の姿がはっきりしてくる。
　漫画や動画だと作者のイメージがそのまま押し付けられるので、読み解く必要はないので、それが身につかない。
　数学や理科だけじゃなく、すべての科目で文章や会話から読み解く力は必要ですよ。

補足

質問するもとになった問題です。もう一回質問をし直します。

問題
１．０mol/Lの硫酸銅〈II)水溶液500mLに白金電極を浸し, 10Aの電流で 32分10秒間電気分解した。 この電気分解で流れた電子の物質量と, 電解後の水 溶液中の銅(II)イオンCu2+のモル濃度の組合せと して最も適当な値を, 次の (1)～(6)のう ちから一つ選べ。 ただ し, 電解液中の硫酸銅(II)はすべて電離してお り, 電気分解による溶液の体積変化は無視できるものとする。 またファラデー定数は９．６５＾１０⁴ｃ/molとする。

解答

硫酸銅水溶液の電気分解によ り、陽極と陰極では次 の反応が起こる。

(陽極 Pt) 2H₂0 → 4H+ + 0₂+4e一

(陰極 Pt)Cu2+ +2e-→Ｃｕ

陰極には Cu2＋の反応で Cu が析出するので' 電解液中のCu２＋の濃度〔mol/L〕は電解前に比べて減少する。

「 電解前の 1.0mol/Lの 硫酸銅(II )水溶液 500 mL 中の Cu2+の物質量は,

1.0^500/1000＝０．５０[mol]」

疑問に思っているところは上の「」の部分です。後にも問題の解答が続くんですが、それは理解できています。

それで、本題なんですが、

自分は硫酸銅水溶液のモル濃度 1.0mol/Lに水溶液の体積５００ml をかけると

硫酸銅水溶液の溶質である硫酸銅の物質量が出てくると思うんですか、

なぜ、問題のようにCu2＋の物質量が出てくんですか。

回答No.1

Tacosan

えと... 質問の意図がよくわからんのだけど
1 mol の CuSO4 が水に溶けると 1 mol の Cu^2+ と 1 mol の SO4^2- になる
だけのこと.

補足

普遍的にある物質が溶けている水溶液は、その水溶液の体積をかけると、水溶液に含まれる溶質がわかって、溶質が電解質だったら、電離式を使ってそれぞれ分解した物質のモル数がわかるんでしょうか。