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103年
化學
第 13 題
以 3.86 安培的電流電解 CuSO4水溶液 10 秒,會於陰極析出____ 莫耳的銅。
思路引導 VIP
如果我們已經算出通過電路中的「電子總莫耳數」,那麼該如何根據硫酸銅溶液中銅離子的電性特徵,來推導出這些電子最終能幫助多少個銅原子成功還原成金屬固體呢?
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恭喜你準確地計算出析出銅的莫耳數!這題的核心在於結合物理電學與化學計量,展現了你對電解原理的熟練掌握。在 $CuSO_4$ 的電解反應中,銅離子在陰極接受電子還原成金屬銅,其半反應式為: $$Cu^{2+} + 2e^- \to Cu(s)$$ 從反應式中我們可以觀察到一個關鍵比例:每析出 1 莫耳的銅,必須消耗 2 莫耳的電子。你正確地先利用電量公式 $Q = I \times t$ 算出總電量($3.86 \times 10 = 38.6$ 庫侖),再除以法拉第常數 $96500$ C/mol $e^-$ 得到電子的莫耳數,最後結合上述 $1:2$ 的係數比求得答案。
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