\mathrm{CuSO_4} 수용액을 10A의 전류로 32분 10 상세 페이지

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1[위험물산업기사 필기] 22년 1회차

 $\mathrm{CuSO_4}$  수용액을 10A의 전류로 32분 10초간 전기분해할 때, 음극에 석출되는 구리(Cu)의 질량은 몇 g인가? (단, Cu의 원자량은 63.6이다.)

3.18

6.36

9.54

12.72

해설

전기분해에서 전극에 석출되는 물질의 양은 패러데이 법칙(Faraday's law)으로 구한다.
전기량:  $Q = I \times t = 10\,\mathrm{A} \times (32\times60+10)\,\mathrm{s} = 10 \times 1930 = 19300\,\mathrm{C}$ 
이동한 전자의 몰수:  $n_{e^-} = \dfrac{Q}{F} = \dfrac{19300}{96500} = 0.2\,\mathrm{mol}$  (F: 패러데이 상수 96500 C/mol)
 $\mathrm{Cu^{2+}} + 2e^- \rightarrow \mathrm{Cu}$  반응이므로 Cu 1몰을 석출하는 데 전자 2몰이 필요하다. 따라서  $n_{Cu} = \dfrac{0.2}{2} = 0.1\,\mathrm{mol}$ 
질량:  $0.1 \times 63.6 = 6.36\,\mathrm{g}$ 
보기 ①은 전자 1개당 Cu 1개가 석출된다고 잘못 가정한 값이고, ③·④는 이 화학양론과 맞지 않는 오답이다. 정답은 ②이다.

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