電気化学の頻出公式と論点まとめ【電験3種 機械】過去問10問 論点別インデックス

電験3種（第三種電気主任技術者試験）機械科目の電気化学は、ファラデーの法則の計算と各種電池の穴埋めが中心です。出題数は多くありませんが、暗記中心で短時間で仕上がるため、直前期の得点上積みに向いた分野です。

このページは、当ブログの電気化学解説（全10問）を論点別に並べたインデックスです。まず下の基本ポイントを押さえ、論点ごとに過去問を解き進めてください。

まず覚える：電気化学の基本式・基本知識

要点解説①：ファラデーの法則は3ステップで解く

例：硫酸銅溶液（銅は \(M=63.5\)、\(z=2\)）に10Aを1時間流すと、\( Q = 36\,000 \) C、\( n = 36\,000/(2 \times 96\,500) \approx 0.187 \) mol、\( m \approx 11.8 \) g。この3行がそのまま出題の型です。

題材は銅・銀・アルミなどに変わりますが、式は同じです。変わるのは \(M\) と \(z\) の2つだけ——問題文からこの2つを正しく拾えれば、あとは電卓の仕事です。

要点解説②：電池は「放電時の負極＝酸化」を軸に整理する

放電時は負極で酸化（電子を放出）、正極で還元。充電はその逆です。この軸を固定してから各電池の特徴を載せていきます。

電池	公称電圧/セル	覚えるポイント
鉛蓄電池	2V	電解液は希硫酸。放電すると両極とも硫酸鉛になり、電解液の比重が低下する
リチウムイオン電池	約3.7V	負極に炭素系材料、電解液は有機溶媒（水溶液ではない）。エネルギー密度が高い
ニッケル水素電池	1.2V	負極に水素吸蔵合金
NAS電池	—	ナトリウムと硫黄。約300℃で動作し、大容量の電力貯蔵向き

要点解説③：燃料電池は動作温度で4形式を並べる

形式	動作温度の目安	特徴
固体高分子形（PEFC）	約80℃	低温で起動が速い。家庭用に使われる
りん酸形（PAFC）	約200℃	実用化が早かった形式
溶融炭酸塩形（MCFC）	約650℃	高温形。排熱利用に向く
固体酸化物形（SOFC）	約700〜1,000℃	最も高温。発電効率が高い

どの形式でも共通なのは、燃料極（負極）で水素が酸化され、空気極（正極）で酸素が還元され、生成物は水、出力は直流ということ。形式ごとの違い（温度・用途）と、この共通部分を分けて覚えるのがコツです。

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学習の進め方——計算1グループ＋知識2グループに分けて進めます

10問の内訳は、ファラデーの法則の計算が約半分、残りが電池・燃料電池の知識問題です。計算は式が1本しかないので、単位（秒とA·h）さえ間違えなければ安定します。知識問題は暗記の負担が軽い割に再出題が多く、燃料電池の4形式と動作温度は同じ表が繰り返し問われています。

確認テスト——ここまでの要点を一問一答で

過去問に入る前のチェックに使ってください。右の答えが即答できれば、この分野の土台はできています。詰まった行は、上の要点解説に戻ってから下のインデックスの該当問題へ。

問い	答え
ファラデー定数はいくつ？	約96,500 C/mol（≒26.8 A·h）
析出量の式は？	\( m = \dfrac{M}{zF}\,It \)
放電時の負極で起こるのは？	酸化（電子を放出）
電気分解で酸化が起こる極は？	陽極（電池の放電とは呼び方が変わる）
鉛蓄電池のセル電圧と電解液は？	2V・希硫酸。放電すると比重が低下
リチウムイオン電池の電解液は？	有機溶媒（水溶液ではない）
NAS電池の動作温度は？	約300℃。大容量の電力貯蔵向き
家庭用の燃料電池の形式は？	固体高分子形（PEFC）・約80℃
燃料電池の出力は交流？直流？	直流（インバータで交流にする）
燃料電池の生成物は？	水（水素の酸化＋酸素の還元）

全問即答できたら、下のインデックスから過去問に進んでください。本番では、この表の語がそのまま空欄や誤り選択肢になって出てきます。

論点別・問題インデックス（全10問）

各リンクは過去問1問ごとの完全解説です。

電気分解・電気めっき

電池の基礎

二次電池

燃料電池