大学入学共通テスト（理科） 過去問
令和4年度（2022年度）追・再試験
問100 (化学（第2問） 問2)
問題文
次の問いに答えよ。
白金電極を用いてCuSO4水溶液200mLを0.100Aの電流で電気分解した。このとき、陽極ではO2が発生し、陰極では表面にCuが析出したが気体は発生しなかった。一方、水溶液中の水素イオン濃度［H＋］は1.00✕10－5mol／Lから1.00✕10－3mol／Lに変化した。電流を流した時間は何秒か。最も適当な数値を、次の選択肢のうちから一つ選べ。
ただし、ファラデー定数は9.65✕104C／molとし、［H＋］の変化はすべて電極での反応によるものとする。
白金電極を用いてCuSO4水溶液200mLを0.100Aの電流で電気分解した。このとき、陽極ではO2が発生し、陰極では表面にCuが析出したが気体は発生しなかった。一方、水溶液中の水素イオン濃度［H＋］は1.00✕10－5mol／Lから1.00✕10－3mol／Lに変化した。電流を流した時間は何秒か。最も適当な数値を、次の選択肢のうちから一つ選べ。
ただし、ファラデー定数は9.65✕104C／molとし、［H＋］の変化はすべて電極での反応によるものとする。
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問題
大学入学共通テスト（理科）試験 令和4年度（2022年度）追・再試験 問100（化学（第2問） 問2） （訂正依頼・報告はこちら）
次の問いに答えよ。
白金電極を用いてCuSO4水溶液200mLを0.100Aの電流で電気分解した。このとき、陽極ではO2が発生し、陰極では表面にCuが析出したが気体は発生しなかった。一方、水溶液中の水素イオン濃度［H＋］は1.00✕10－5mol／Lから1.00✕10－3mol／Lに変化した。電流を流した時間は何秒か。最も適当な数値を、次の選択肢のうちから一つ選べ。
ただし、ファラデー定数は9.65✕104C／molとし、［H＋］の変化はすべて電極での反応によるものとする。
白金電極を用いてCuSO4水溶液200mLを0.100Aの電流で電気分解した。このとき、陽極ではO2が発生し、陰極では表面にCuが析出したが気体は発生しなかった。一方、水溶液中の水素イオン濃度［H＋］は1.00✕10－5mol／Lから1.00✕10－3mol／Lに変化した。電流を流した時間は何秒か。最も適当な数値を、次の選択肢のうちから一つ選べ。
ただし、ファラデー定数は9.65✕104C／molとし、［H＋］の変化はすべて電極での反応によるものとする。
- 48
- 1.9✕102
- 3.8✕102
- 7.6✕102
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この過去問の解説 （1件）
01
陽極：2H2O→4H++O2+4e–
陰極：Cu2++2e–→Cu
ですので、電子1molに対して水素イオンH+は1mol生じます。
今水素イオンH+は
(1.00✕10－3mol／L – 1.00✕10－5mol／L)×0.2 L = 1.98✕10－4mol
増えているので、
電子も 1.98✕10－4mol流れたことになります。
この電子は
1.98✕10－4mol × 9.65✕104C／mol =19.1 C（有効数字３桁）
に相当するので
19.1 C / 0.100A =1.91✕102 s
よって
1.9✕102 s
が正答です。
まずは、各電極でのイオン反応式を書いて電子の移動を考えましょう。
そのあとはファラデー定数を使って電子のmolをCや時間に変換しましょう。
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