電験三種 令和3年度(2021) 機械 問12 過去問解説

問12 《電気化学(鉛蓄電池)》
次の文章は,鉛蓄電池に関する記述である。 鉛蓄電池は,正極と負極の両極に(ア)を用いる。希硫酸を電解液として初充電すると,正極に(イ),負極に(ウ)ができる。これを放電すると,両極とももとの(ア)に戻る。 放電すると水ができ,電解液の濃度が下がり,両極間の電圧が低下する。そこで,充電により電圧を回復させる。過充電を行うと電解液中の水が電気分解して,正極から(エ),負極から(オ)が発生する。 上記の記述中の空白箇所(ア)〜(オ)に当てはまる組合せとして,正しいものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。
  1. (1) (ア)鉛,(イ)硫酸鉛,(ウ)二酸化鉛,(エ)水素ガス,(オ)酸素ガス
  2. (2) (ア)鉛,(イ)二酸化鉛,(ウ)硫酸鉛,(エ)水素ガス,(オ)酸素ガス
  3. (3) (ア)硫酸鉛,(イ)鉛,(ウ)二酸化鉛,(エ)水素ガス,(オ)酸素ガス
  4. (4) (ア)硫酸鉛,(イ)二酸化鉛,(ウ)鉛,(エ)酸素ガス,(オ)水素ガス
  5. (5) (ア)二酸化鉛,(イ)硫酸鉛,(ウ)鉛,(エ)酸素ガス,(オ)水素ガス
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正解は(4)
解説
【考え方】鉛蓄電池は、正極が二酸化鉛、負極が鉛、電解液が希硫酸です。放電すると両極とも硫酸鉛になります。 ■1 (ア) はじめの極板 作ったばかりで初充電する前の極板は、両極とも硫酸鉛です。→ (ア) 硫酸鉛 (【考え方】の二酸化鉛と鉛は、初充電のあとの姿です。) ■2 (イ)(ウ) 初充電のあと 初充電すると、正極は二酸化鉛、負極は鉛になります。→ (イ) 二酸化鉛、(ウ) 鉛 放電すると、両極とももとの硫酸鉛に戻り、水ができて電解液がうすくなります。 ■3 (エ)(オ) 過充電で出るガス 充電しすぎると水が電気分解(電気で分けられること)されます。 正極から酸素ガス、負極から水素ガスが出ます。→ (エ) 酸素ガス、(オ) 水素ガス 答えは(4)ピヨ。
出典:令和3年度(2021) 第三種電気主任技術者試験(電気技術者試験センター)機械 問12