■ 138. 〈陽イオン交換膜法〉 実験1,2に関する問いに答えよ。数値は有効数字3桁で答えよ。F=9.65×10*C/mol 〔実験1〕 図1は、陽イオンだけを選択的に透過させる陽イオン交換膜で仕切られた, 電気分解の装置図である。 この装置のA室に塩化ナトリウム飽和水溶液を,B室に は濃度が1.00×10-2 mol/Lの水酸化ナトリウム水溶液を入れ, 電気分解を行った。 〔実験2〕 図2は、陽イオン交換膜と陰イオン交換膜とを交互に配置して小室が仕切ら れた,電気分解の装置図である。 仕切られたA〜Eの各小室に 1.00mol/Lの塩化 ナトリウム水溶液を入れ,一定時間電気分解を行った。 (A 鉄電極 気体 A室 BH C D E 室室室室室 HHA 塩化ナトリウム 気体 気体 気 陰イオン 体交換膜 陽イオン 気 交換膜 飽和水溶液 水 鉄電極 B室 A室 黒鉛電極 黒鉛電極 薄い塩化ナトリウム 水溶液 陽イオン交換膜 図 1 水酸化ナトリウム 水溶液 塩化ナトリウム水溶液 図2 図1の両極で起きている化学反応を,電子e を含むイオン反応式で書け。 実験1において,ある時間 2.00Aの電流を流して電気分解したところ, 0℃, 1.013×10 Paで 0.224L の気体がB室から発生した。 このとき、 通電した時間は何秒 間であったか。 ただし, 発生した気体は水溶液に溶けないものとする。 (3)実験1において, 電気分解をしながら毎分一定体積の水をB室に供給すると同時に, B室から同体積の溶液を取り出すと, 連続的に水酸化ナトリウム水溶液を得ることが できる。このようにして、毎分100mLの水をB室に供給し、濃度が1.00×10mol/L の水酸化ナトリウム水溶液を毎分100mLずつ得るために必要な電流は何Aか。 ただ ・し、電気分解で反応もしくは生成する水の量は無視できるものとする。 4 実験2の電気分解の前後で, B室, C室, D室の塩化ナトリウム水溶液の濃度を測 定したとき, それぞれの小室の濃度はどのように変化したか。 「増加, 減少、変化しな 「い」 のいずれかで答えよ。 [15 中央大 〕

2mol のe が流れると とおくと, ix60 x1 =1.00×10-3 i≒1.61 (A) 1/2=1. 9.65×104 2 (4)実験2のおもなイオンの動きは次のようになる。 (+) I H2 Cl2 CI¯ CI¯ CI¯ CI¯ H2O Na+. Na+. Na+ Na+. -OH A (変化など) B (減少) C (増加) D (減少) E (NaOH が増加) 139 ) ( 2 ) 10 (8 (3) 4.38×10 -5 mol (2)3.50×10 -5 mol (4) 14.0mg (または14.0mg/L)