この記事では、環境計量士試験の過去問について、問題文・解答・解説を掲載しています。
過去問のPDFは、経済産業省などの公式ページで公開されている資料をもとに確認し、学習しやすいように1問ずつ解説しています。
なお、問題文の表記はできるだけ原文に沿っていますが、学習しやすさを重視して一部レイアウトを整えている場合があります。
正確な出題内容を確認したい場合は、公式に公開されているPDFもあわせて確認してください。
環境計量士 第76回 環化 問題15
問15 硫酸ニッケル（Ⅱ）水溶液に銅板とニッケル板を浸漬させ、銅板を陰極、ニッケル板を陽極として 0.10 A の直流電流を 10 分間流した。このとき、銅板にメッキされるニッケルの質量は幾らか。次の中から最も近いものを一つ選べ。ただし、ニッケルの原子量は 58.7、ファラデー定数は 9.65×10⁴ C mol⁻¹ とする。
1 1.8×10⁻² g
2 2.7×10⁻² g
3 3.6×10⁻² g
4 5.4×10⁻² g
5 9.1×10⁻² g
解答
解答：1
この問題は、電気分解によって析出する金属の質量を求める問題です。
ニッケルイオンは、陰極で電子を受け取って金属ニッケルになります。
反応式は、
Ni²⁺ + 2e⁻ → Ni
です。
つまり、ニッケル 1 mol を析出させるには、電子 2 mol が必要です。
まず、流した電気量を求めます。
電気量 Q は、
Q = It
で求めます。
ここで、
I = 0.10 A
t = 10 分 = 600 秒
なので、
Q = 0.10 × 600 = 60 C
です。
次に、電子の物質量を求めます。
ファラデー定数は、
1 mol の電子がもつ電気量 = 9.65×10⁴ C/mol
なので、
電子の物質量 = 60 ÷ 9.65×10⁴
となります。
計算すると、
6.22×10⁻⁴ mol
です。
ただし、ニッケル 1 mol を析出させるには電子 2 mol が必要です。
したがって、析出するニッケルの物質量は、
6.22×10⁻⁴ ÷ 2 = 3.11×10⁻⁴ mol
です。
ニッケルの原子量は 58.7 なので、質量は、
3.11×10⁻⁴ × 58.7 = 1.83×10⁻² g
となります。
選択肢の中で最も近いのは、
1 1.8×10⁻² g
です。
ポイントは、ニッケルイオンが Ni²⁺ なので、ニッケル 1 mol の析出に 電子 2 mol が必要になることです。
そのため、流した電子の物質量をそのままニッケルの物質量にせず、2で割る必要があります。
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