2020년08월22일 3번
[일반화학] 백금 전극을 사용하여 물을 전기분해할 때 (+)극에서 5.6L의 기체가 발생하는 동안 (-)극에서 발생하는 기체의 부피는?
- ① 2.8L
- ② 5.6L
- ③ 11.2L
- ④ 22.4L
(정답률: 75%)
문제 해설
물의 전기분해 반응식은 2H₂O → 2H₂↑ + O₂↑입니다. 전기분해 시 (+)극(양극)에서는 산소(O₂)가 발생하고, (-)극(음극)에서는 수소(H₂)가 발생합니다. 반응식에서 수소와 산소의 몰비는 2:1이므로, 동일한 온도와 압력 조건下에서 기체의 부피비도 2:1입니다.① 2.8L: 이 값은 (+)극 기체 부피의 절반으로, 수소와 산소의 부피비를 뒤집은 경우에 해당하며 잘못된 값입니다.② 5.6L: 이 값은 (+)극 기체 부피와 같지만, 수소와 산소의 부피비가 2:1이므로 잘못된 값입니다.③ 11.2L: (+)극에서 발생한 산소의 부피가 5.6L이므로, (-)극의 수소 부피는 산소 부피의 2배인 5.6L × 2 = 11.2L입니다. 이는 정확한 값입니다.④ 22.4L: 이 값은 1몰 기체의 표준 상태 부피(22.4L/mol)와 관련 있지만, 문제에서 주어진 조건에 맞지 않는 값입니다.
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