令和3年(2021年) 電験三種 機械 問12
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問12は、電気化学に関する問題です。
解いてみましょう。
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。
| （ア） | （イ） | （ウ） | （エ） | （オ） | |
|---|---|---|---|---|---|
| （１） | 鉛 | 硫酸鉛 | 二酸化鉛 | 水素ガス | 酸素ガス |
| （２） | 鉛 | 二酸化鉛 | 硫酸鉛 | 水素ガス | 酸素ガス |
| （３） | 硫酸鉛 | 鉛 | 二酸化鉛 | 水素ガス | 酸素ガス |
| （４） | 硫酸鉛 | 二酸化鉛 | 鉛 | 酸素ガス | 水素ガス |
| （５） | 二酸化鉛 | 硫酸鉛 | 鉛 | 酸素ガス | 水素ガス |
解答(4)
鉛蓄電池は，正極と負極の両極に［ (ア) 硫酸鉛］を用いる。希硫酸を電解液として初充電すると，正極に［ (イ) 二酸化鉛］，負極に［ (ウ) 鉛］ができる。これを放電すると，両極とももとの［ (ア) 硫酸鉛］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) 酸素ガス］，負極から［ (オ) 水素ガス］が発生する。
鉛蓄電池は（電圧2.0V）で、
正極：二酸化鉛、負極：鉛で電解質は希硫酸
安価，放電特性が良い，環境に悪い，寿命が短い。
放電反応は次式で表されます。
正極 電解質 負極 正極 電解質 負極
$\ce{Pb O_2 + 2H_2 SO_4 + Pb -> PbSO_4 + 2H_2 O + PbSO_4}$
