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大学入試難問(物理解答&化学(酸化・還元))

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 まずは、前回の物理(電磁気学)の解説から!

前回の問題 物理(電磁気学)

<問題>

 Q0[C]の電気量を蓄えた電気容量C[F]のコンデンサーがある。このコンデンサーの両端子間に滑り抵抗を接続して、一定の電流を出すために、その抵抗を小さくしていったら、10秒後にコンデンサーの電気量は0となった。

(1)一定電流の大きさを求めよ。

(2)滑り抵抗に電流を流し始めた直後の抵抗値を求めよ。

(3)時間t[s](0<t<10)のとき、コンデンサーの端子電圧を求めよ。

(4)滑り抵抗で10秒間に消費された電気エネルギーを求めよ。

<ヒント>

(1)I=dQ/dt=一定ということです。

(2)R=V/Iで(1)を利用しましょう。

(3)V=Q/Cを利用。

<解答>



 コンデンサーの放電について話しですが、コンデンサーが新たな電源となると考えれば良いだけです。

今週の問題 物理(電磁気学)

<問題>

 A、B、C、D、Eの容器にそれぞれ硫酸、硝酸銀、塩化ナトリウム、硫酸銅(Ⅱ)、塩化亜鉛の水溶液のいずれかが1L入っていて、濃度は全て0.05mol/Lである。各水溶液に電極としてそれぞれ白金電極を2本差し込み、同じ電気量が流れるように電気分解を行った。原子量はH=1.0、O=16.0、Cl=35.5、Cu=63.5、Zn=65.4、Ag=107.9とする。

(1)以下の結果からA~Eの水溶液の溶質を答よ。

  • 容器A、B、Dの陰極は同じ気体が発生した。容器Aの陰極で発生した気体の質量は、B、Dの陰極で発生した気体の 質量より少なかった。
  • 容器A、C、Eの陰極は質量が増大した。質量の増加量はEの陰極>Cの陰極>Aの謡曲の順であった。又、容器Aの陰極を電気分解後に希塩酸に浸すと、水素が発生した。
  • 容器C、D、Eの陽極では同じ気体が発生した。

(2)電気分解後、容器Dの陽極で発生した気体の質量は0.040gであった。容器C、D内にある水素イオン濃度有効数字2桁で求めよ。但し、発生した気体は速やかに除去され、電気分解後の溶液の体積変化は無視する。

<ヒント>

(1)それぞれの水溶液の各極で起こる酸化・還元反応の半反応式を書いてみましょう。

(2)流れた電子の物質量を求めれば、減少又は増加した水素イオンの物質量がわかるので、そこから考えましょう。


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