第三種電気主任技術者・2021年度・機械

2021年度 機械 問12

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。

出典:第三種電気主任技術者 2021年度 機械 問12

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正答:(4)

要点

正解は(4)。鉛蓄電池は放電時に両極が硫酸鉛となり、充電後は正極が二酸化鉛、負極が鉛になります。過充電では水の電気分解により正極で酸素、負極で水素が発生します。

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鉛蓄電池は放電状態で両極とも硫酸鉛PbSO4\mathrm{PbSO_4}となるため(ア)は硫酸鉛。初充電により正極は二酸化鉛PbO2\mathrm{PbO_2}(イ),負極は鉛Pb\mathrm{Pb}(ウ)となる。

また過充電では水の電気分解が起こり,正極で酸素(エ),負極で水素(オ)が発生する。代表例として,
2OH−→12O2+H2O+2e− \mathrm{2OH^- \to \dfrac{1}{2}O_2 + H_2O + 2e^-}
2H2O+2e−→H2+2OH− \mathrm{2H_2O + 2e^- \to H_2 + 2OH^-}
より,組合せは(4)。

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