2012년10월09일 1번
[과목 구분 없음] 그림과 같은 장치를 이용하여 CuSO4 수용액에 9650 초 동안 1 A의 전류를 흘려 주었다.
이에 대한 설명으로 옳지 않은 것은? (단, 1F는 96500 C이며, Cu의 원자량은 64이다.) [3점]
이에 대한 설명으로 옳지 않은 것은? (단, 1F는 96500 C이며, Cu의 원자량은 64이다.) [3점]
- ① 수용액의 pH는 감소한다.
- ② (+)극에서 O2기체가 발생한다.
- ③ 수용액 속의 총 이온 수는 증가한다.
- ④ (-)극에서 석출된 Cu의 질량은 3.2 g이다.
- ⑤ (+)극에서 생성되는 물질의 양은 0.05 몰이다.
(정답률: 알수없음)
문제 해설
전기 분해에 의해 CuSO4 수용액에서 양극인 (+)극에서는 SO42- 이온이 전자를 받아 SO42- → SO32- + O2 반응이 일어나고, 음극인 (-)극에서는 Cu2+ 이온이 전자를 받아 Cu2+ + 2e- → Cu(s) 반응이 일어난다. 이때 1F의 전하량으로는 1 mol의 전자를 이동시킬 수 있으므로, 9650 초 동안 1 A의 전류가 흐르면 9650 C의 전하량이 이동하게 된다. 따라서 9650 C / 96500 C/mol = 0.1 mol의 전자가 이동하게 되고, 이는 (+)극에서 생성된 O2 기체의 양과 같다. O2 기체의 몰 질량은 32 g/mol이므로, 0.1 mol의 O2 기체는 3.2 g이 된다. 따라서 (+)극에서 생성되는 물질의 양은 0.1 mol이 아니라 0.05 몰이 된다. 따라서 정답은 "(+)극에서 생성되는 물질의 양은 0.05 몰이다."가 아닌 "수용액 속의 총 이온 수는 증가한다."이다.
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