2021年阪大化学第1問

第1問は電池、電気分解の問題でした。
応用的な話は入っていますが、難易度は至って標準的です。この程度なら8割以上取れて
ほしいですね🧐

問1 (ア)還元 (イ)酸化 (ウ)電気  (エ) 一次 (オ)二次
   ※ 正極,負極の定義を確認しておく。充電の可否で一次,二次を分類。

問2 電気分解では電子をもらう方が陰極
 (陽極) 2Cl⁻→Cl₂+2e⁻
 (陰極)  Li⁺+e⁻→Li

問3 「水溶液中」なので、金属の水(H⁺)に対するイオン化傾向を考える。
 (答) Liのイオン化傾向が大きいため、陰極ではLi⁺よりH₂Oの方が還元されやすく、H₂ が
発生するため。

問4 下線部③でMnの酸化数は+4→+3に変化(還元)。よって、Liの方が酸化されると考える。
負極:Li→Li⁺+e⁻。正極の反応は MnO₂+Li⁺+e⁻→LiMnO₂
  しかし、+4→+3の変化だけでこれを導くのは難しい

問5


問6
 Li0.4CoO₂ → aLiCoO2 + bCo₃O₄+cO₂として係数比較すると
 Li:a=0.4、Co:a+3b=1、O:2a+4b+2c=2 →a=0.4、b=0.2、c=0.2。
 よって、a,b,cを代入しさらに両辺5倍する(係数を整数にする)と
 5LiCoO₂ → 2LiCoO2 +Co₃O₄+O₂

 また、Li0.4CoO₂の分子量が93.66であること、反応式よりLi0.4CoO₂1molあたり
 0.2molの酸素が発生するので、10.0×0.3/93.66 × 1/5 = 3/468.3 ≒6.4×10⁻³(mol)

【講評】
「電池の負極・正極」と「電気分解の陰極・陽極」の違いがわかっているか、イオン化傾向を理解
しているか、電気分解の計算問題に対応できるかを見る大問でした。きちんと理解していれば取れ
ます。ただ、問4の正極の反応式でLiMnO₂を出すのがよくわかりません(-.-)

阪大志望の方は、化学は重要問題集→阪大の過去問(or 実戦の過去問)に繋ぐとよいでしょう。

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