電気化学3【電験3種機械】ニッケルめっきの原理（電着）の穴埋め問題！平成25年度 A問題12 完全解説

2026年7月10日2026年8月8日

電験3種機械科目電気化学平成25年度 A問題12 陰極に金属が付着する！めっきの原理とは？

今回は平成25年度機械科目 A問題12を解説します。金属塩の溶液を電気分解して純度の高い金属を析出させる電着（ニッケルめっき）の原理に関する空所補充問題です。

めっきを施す金属板を陰極、ニッケル板を陽極にして通電すると、硫酸ニッケルが電離して生じたニッケルイオン（正イオン）が陰極で電子を受け取り金属ニッケルとして析出する、という電極の役割とイオンの動きの整理がポイントです。

平成25年度機械科目 A問題12：問題文と選択肢

まずは、実際の試験問題を確認してみましょう。

電験3種機械科目電気化学平成25年度 A問題12 問題文 — 平成25年度機械科目 A問題12 問題文

出典：一般財団法人電気技術者試験センター「平成25年度第三種電気主任技術者試験」機械科目 A問題12

電験3種機械科目【電気化学】平成25年度 A問題12

　次の文章は，電気めっきに関する記述である。

　金属塩の溶液を電気分解すると（ア）に純度の高い金属が析出する。この現象を電着と呼び，めっきなどに利用されている。ニッケルめっきでは硫酸ニッケルの溶液にニッケル板（（イ））とめっきを施す金属板（（ア））とを入れて通電する。硫酸ニッケルの溶液は，ニッケルイオン（（ウ））と硫酸イオン（（エ））とに電離し，ニッケルイオンがめっきを施す金属板表面で電子を（オ）金属ニッケルとなり，金属板表面に析出する。めっきは金属製品の装飾のほか，金属材料の耐食性や耐摩耗性を高める目的で利用されている。

　上記の記述中の空白箇所(ア)，(イ)，(ウ)，(エ)及び(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) 陽極陰極負イオン正イオン放出して
(2) 陰極陽極正イオン負イオン受け取って
(3) 陽極陰極正イオン負イオン受け取って
(4) 陰極陽極負イオン正イオン受け取って
(5) 陽極陰極正イオン負イオン放出して

	（ア）	（イ）	（ウ）	（エ）	（オ）
(1)	陽極	陰極	負イオン	正イオン	放出して
(2)	陰極	陽極	正イオン	負イオン	受け取って
(3)	陽極	陰極	正イオン	負イオン	受け取って
(4)	陰極	陽極	負イオン	正イオン	受け取って
(5)	陽極	陰極	正イオン	負イオン	放出して

電気めっきの仕組み

陽極が溶けて、陰極に析出する——金属が電解液を経由して移動していると考えると分かりやすいでしょう。

電極	本問での役割	起きる反応
★陽極（ニッケル板）	★めっき材料の供給源	Ni →Ni²⁺＋2e^–（酸化・溶解）
★陰極（めっきする金属板）	★めっきされる側	Ni²⁺＋2e^–→Ni（還元・析出）

陽極のニッケルが少しずつ溶けて減り、その分が陰極に積もっていく——電解液中のNi²⁺ 濃度は一定に保たれます。だから長時間運転できるのです。

問題文が「ニッケル板（（イ））」と書いているので、(イ)が供給源＝陽極——「めっきを施す金属板（（ア））」が陰極になります。

ニッケルめっきの陽極ニッケル板、陰極被めっき物、直流電源の接続図 — ニッケル板は陽極、めっきを施す金属板は陰極です

陽極と陰極を取り違えないために

電気分解と電池では、陽極・陰極と正極・負極の対応が逆——混乱の元です。「アノードは酸化、カソードは還元」で統一して覚えましょう。

	電解槽（電気分解）	電池
陽極／アノード	★電源の＋につなぐ	★負極
陰極／カソード	★電源の−につなぐ	★正極
アノードで起きる反応	★酸化	★酸化
カソードで起きる反応	★還元	★還元

どちらの場合も、アノードで酸化、カソードで還元——ここは変わりません。変わるのは、それが電源の＋につながるか、電池の＋になるかだけです。

電気分解では、電源の−極から電子が押し込まれる側が陰極——電子が余っているので、イオンが電子を受け取れる。だから金属が析出するのです。

(ウ)(エ) イオンの符号

\( \mathrm{NiSO_4}\rightarrow \mathrm{Ni^{2+}}+\mathrm{SO_4^{2-}} \)

電離
★2価どうし

ニッケルイオンはNi²⁺ で正イオン——硫酸イオンはSO₄²⁻ で負イオンです。金属イオンは必ず正——電子を失ってイオンになるからです。

正イオンは陰極（−）へ引かれる——だからNi²⁺ がめっきする金属板へ向かいます。「陽イオンは陰極へ」という向きも押さえてください。

ニッケルめっき問題の5つの空欄と正解2を示す解答図 — 陰極、陽極、正イオン、負イオン、受け取っての組合せで正解は(2)

答え正解は (2)——(ア)陰極　(イ)陽極　(ウ)正イオン　(エ)負イオン　(オ)受け取って です。

⚠️ よくある間違い
陽極と陰極を逆にしてしまう——選択肢5つのうち3つが逆です。
「めっきされる側が陰極」——金属が積もる側が陰極だと覚えてください。正イオンが引き寄せられるのは−側——だから陰極です。
(オ)を「放出して」とする選択肢(1)(5)——Ni²⁺ が金属Ni になるのですから、電子を受け取るのです。プラスの電荷が減る＝電子をもらう——電荷の増減から判断できます。
(ア)だけ確定すれば(2)(4)に絞れる——あとは(ウ)を見るだけです。

めっきの目的と品質

問題文の最後にある「装飾のほか、耐食性や耐摩耗性を高める」——めっきの3つの目的です。

目的	内容	例
装飾	光沢や色を与える	クロムめっき
★耐食性	錆びを防ぐ	亜鉛めっき（トタン）
★耐摩耗性	表面を硬くする	硬質クロムめっき
電気的性質	接触抵抗を下げる	金めっき（コネクタ）

電験の分野では、接点や端子の金めっきが身近——金は酸化しないので、接触抵抗が安定します。

電流密度がめっきの品質を決める

電流を大きくすれば速く析出しますが、限度があります——電流密度が高すぎると、結晶が粗くなり密着性が落ちるのです。

低すぎれば時間がかかりすぎる——適切な電流密度を保つことが、めっきの品質を左右します。ファラデーの法則が示すのは析出「量」だけ——「質」は条件で決まるのです。

⏱️ 本番での進め方
①★めっきされる側が陰極。供給源の金属が陽極。
②アノード＝酸化、カソード＝還元。これは常に共通。
③金属イオンは正イオン。陰極へ引かれて電子を受け取る。
④(ア)を決めれば選択肢は2つに絞れる。

💡 覚え方
「積もる側が陰極」——正イオンが−へ引かれて金属に戻る。そして「アノードは酸化、カソードは還元」——電池でも電解槽でも変わりません。

析出量の計算は平成19年度 A問題13にあります（電気化学：ファラデーの法則で亜鉛めっきの析出量）。

硫酸ニッケルの電離、陽極溶解、陰極析出の反応図 — 陽極でNiがNi²⁺となり、陰極でNi²⁺が電子を受け取って析出します

めっきの種類

本問は電気めっき——ほかにも表面処理の方法があります。

方法	仕組み	特徴
★電気めっき	★電解による析出	膜厚を制御しやすい
無電解めっき	還元剤による化学反応	★電気を通さない物にも可
溶融めっき	溶かした金属に浸す	厚い膜。トタンの製造
溶射	溶かした金属を吹き付ける	大型の構造物に