銅の電解精錬・アルミニウムの溶融塩電解
着眼点電解精錬は「粗銅を陽極、純銅を陰極」。アルミニウムはイオン化傾向が大きく水溶液からは得られないので、融解した塩を電気分解する。
- 銅の電解精錬: 硫酸酸性の硫酸銅(Ⅱ)水溶液中で、粗銅（陽極）が溶け、純銅（陰極）に \ce{Cu} が析出。銅よりイオン化傾向の小さい \ce{Ag}・\ce{Au} は陽極の下に陽極泥として沈む。大きい \ce{Fe}・\ce{Ni}・\ce{Zn} などはイオンとして溶液に残る。
- アルミニウムの溶融塩電解: 氷晶石 \ce{Na3AlF6} を融解し、酸化アルミニウムを溶かして炭素電極で電気分解。陰極: \ce{Al^3+ + 3e- -> Al}。陽極の炭素は酸化物イオンと反応して \ce{CO}、\ce{CO2} になり消耗する。
例題
1
アルミニウム 27 g を溶融塩電解で得るのに必要な電気量を有効数字2桁で。\ce{Al}=27、F = 9.65\times10^4\ \mathrm{C/mol}。
解答
\ce{Al} 1.0 mol に電子 3.0 mol。3.0 \times 9.65\times10^4 = 2.895\times10^5 答え 2.9\times10^5\ \mathrm{C}
確認問題
1
銅の電解精錬で陽極泥に含まれる金属を2つ。
答え
銀、金（銅よりイオン化傾向が小さい）