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동일한 전기량을 AgNO_3 수용액과 CuSO_4 상세 페이지

1[위험물산업기사 필기] 23년 4회차

동일한 전기량을 AgNO3AgNO_3 수용액과 CuSO4CuSO_4 수용액에 각각 흘려주었을 때 Cu 127g이 석출되었다. 이때 함께 석출되는 Ag의 질량은 몇 g인가?

1

108g

2

127g

3

216g

4

432g

해설

패러데이 법칙에 의하면, 동일한 전기량(즉 동일한 전자의 몰수)이 흐를 때 각 이온이 석출되는 몰수는 이온가수(전자를 받는 수)에 반비례하여 정해진다. Cu의 원자량은 63.5이므로 석출된 Cu 127g은 12763.5=2mol\dfrac{127}{63.5}=2\,\mathrm{mol} 에 해당한다. Cu2++2eCu\mathrm{Cu^{2+}}+2e^- \rightarrow \mathrm{Cu} 반응에서 Cu 2mol을 석출시키려면 전자 4mol, 즉 4F의 전기량이 필요하다. 이와 동일한 전기량 4F를 Ag++eAg\mathrm{Ag^+}+e^- \rightarrow \mathrm{Ag} 반응에 흘려주면, Ag는 1mol당 전자 1mol만 필요하므로 4mol의 Ag가 석출된다. 4mol×108g/mol=432g4\,\mathrm{mol}\times108\,\mathrm{g/mol}=432\,\mathrm{g} 이 되어, 석출되는 Ag의 양은 432g임을 알 수 있다. 108g은 전기량을 1F로 잘못 본 값, 216g은 이온가수 차이를 반영하지 않고 Ag도 2mol만 석출된다고 본 값, 127g은 주어진 Cu의 질량을 그대로 답한 값이다.

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