위험물산업기사 기출문제·모의고사·오답노트·자동채점

2003년05월25일 6번

[일반화학]
질산은(AgNO3)수용액에 2F의 전기량을 통하였을때 음극에서 석출하는 은(Ag)은 몇 g 당량인가?

  • ① 1g당량
  • ② 2g당량
  • ③ 3g당량
  • ④ 4g당량
(정답률: 55%)

문제 해설

AgNO3는 Ag+와 NO3- 이온으로 이루어진 염이다. 전기 분해를 하면 양극에서는 OH- 이온이 생성되고 음극에서는 Ag+ 이온이 전자를 받아 은(Ag)으로 환원된다.

전기 분해 반응식은 다음과 같다.

2Ag+ + 2e- → 2Ag

전기량 2F는 2 x 96500 C이다. 이 전기량에 해당하는 은의 질량을 구하기 위해서는 먼저 전기 분해 반응식에서 전자 2개당 은 2개가 생성되므로 1 mol의 전자에 해당하는 은의 몰 질량을 구해야 한다.

Ag의 원자 질량은 107.87 g/mol이므로 1 mol의 Ag 질량은 107.87 g이다. 따라서 1 mol의 전자에 해당하는 Ag의 질량은 2 x 107.87 g/mol = 215.74 g/mol이다.

전기량 2F에 해당하는 전자 수는 2 x 96500 C / 1.602 x 10-19 C/mol = 1.202 x 1022 개이다. 따라서 이 전자 수에 해당하는 Ag의 질량은 1.202 x 1022 개 x 215.74 g/mol = 2.59 x 1024 g이다.

하지만 문제에서는 은의 질량을 1 g당량 또는 2 g당량 등으로 표시하라고 했다. 1 g당량은 1 mol의 물질 질량이다. 따라서 은의 질량을 1 g당량으로 표시하려면 위에서 구한 질량을 215.74 g/mol로 나눠주면 된다.

2.59 x 1024 g / 215.74 g/mol = 1.20 x 1022 mol

따라서 은의 질량을 1 g당량으로 표시하면 1.20 x 1022 g이다. 이 값은 보기에서 주어진 값 중에서는 2 g당량에 가장 가깝다. 따라서 정답은 "2g당량"이다.

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