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그림은 미완성 갈바니 전지를, 표는 25℃에서 표준 환원 전위를 나타낸… | [변리사 1차] 14년 1회차 기출문제 상세 페이지

1[변리사 1차] 14년 1회차
그림은 미완성 갈바니 전지를, 표는 25℃에서 표준 환원 전위를 나타낸 것이다. 
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25℃에서 전극 A가 산화 전극으로 작동하는 전지를 구성하려 할 때, 산화전극 쪽에 사용할 수 있는 전극과 수용액으로 적당한 것만을 보기에서 모두 고른 것은?
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1
ㄱ
2
ㄱ, ㄴ, ㄷ
3
ㄱ, ㄷ
4
ㄴ
5
ㄴ, ㄷ
해설

제시된 세 조합 모두 전극 A가 산화 전극(음극)으로 작동하므로 전부 사용할 수 있다.

그림의 오른쪽 반쪽 전지는 Ag 금속 + 0.2M AgNO3(aq)로 고정되어 있고, 함께 제시된 표준 환원 전위는 Ag++e-→Ag(s)가 0.80V, Cu2++2e-→Cu(s)가 0.34V이다.

  • A를 Cu(s)로 하고 Cu(NO3)2 수용액을 쓰면 표준 기전력이 0.80−0.34=+0.46 V0.80-0.34=+0.46\,\mathrm{V}로 크게 양수여서 Cu 쪽이 산화된다. 농도가 0.1M이든 0.2M이든 이 정도 차이로는 부호가 뒤집히지 않는다.
  • A를 Ag(s)로 하고 0.02M AgNO3를 쓰면 같은 전극끼리의 농도차 전지가 되어 묽은 쪽이 산화 전극이 된다. 네른스트 식으로 E=0.05921log⁡0.20.02=0.0592 VE=\dfrac{0.0592}{1}\log\dfrac{0.2}{0.02}=0.0592\,\mathrm{V}로 양수이다.

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