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\mathrm{CuCl_2} 용액에 5A의 전류를 1시간 동안 흘려주면… | [위험물산업기사 필기] 24년 2회차 기출문제 상세 페이지

1[위험물산업기사 필기] 24년 2회차

CuCl2\mathrm{CuCl_2} 용액에 5A의 전류를 1시간 동안 흘려주면 구리는 몇 g 석출되는가?(단, Cu의 원자량은 63.54이며, 전자 1개의 전하량은 1.602×10−191.602 \times 10^{-19}C이다)

1

3.17

2

4.83

3

5.93

4

6.35

해설

석출되는 구리의 질량은 5.93g이다.

전기량은
Q=I×t=5 A×3,600 s=18,000 CQ=I\times t=5\,\text{A}\times3{,}600\,\text{s}=18{,}000\,\text{C}
이다.

전자 1개의 전하량이 1.602×10−191.602\times10^{-19}C이므로, 흘려준 전자의 몰수는
ne−=18,000 C6.02×1023×1.602×10−19 C/mol=18,00096,440≈0.1867 moln_{e^-}=\dfrac{18{,}000\,\text{C}}{6.02\times10^{23}\times1.602\times10^{-19}\,\text{C/mol}}=\dfrac{18{,}000}{96{,}440}\approx0.1867\,\text{mol}
이다.

Cu2++2e−→Cu\mathrm{Cu^{2+}+2e^- \rightarrow Cu} 반응에서 구리 1몰을 석출시키는 데 전자 2몰이 필요하므로, 석출되는 구리의 몰수는
nCu=0.18672≈0.0933 moln_{Cu}=\dfrac{0.1867}{2}\approx0.0933\,\text{mol}
이고, 구리의 질량은
0.0933 mol×63.54 g/mol≈5.93 g0.0933\,\text{mol}\times63.54\,\text{g/mol}\approx5.93\,\text{g}
이다.

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