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)

白金電極を用いてCuSO₄水溶液を電気分解すると、陽極と陰極ではそれぞれ次のような反応（電離）が起こります。

陽極:2H₂O→O₂↑＋4H⁺＋4e⁻

陰極:Cu²⁺＋2e⁻→Cu

水素イオン濃度[H⁺]は1.00×10⁻⁵mol/Lから1.00×10⁻³mol/Lに変化しており、[H⁺]の変化はすべて電極での反応によるものとして考えてよいから、陽極で生じたH⁺の物質量は以下のように求めることができます。

（1.00×10⁻³mol/Lー1.00×10⁻⁵mol/L）✕200／1000L＝1.98×10⁻⁴mol

1molの電子が持つ電気量がファラデー定数と等しくなるので、このときに流れた電子は電流を流した時間をt（s）とすると

1.98×10⁻⁴mol✕9.65×10⁴C/mol＝0.100A✕t（s）

となり、これよりt＝1.91×10²sが算出されます。

以上のことから、最も適当な数値は1.9×10²ということが分かります。

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。