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令和元年度 公害防止管理者 汚水処理特論 問6を解説|標準酸化還元電位

令和元年度 汚水処理特論 問6は、酸化還元反応の標準酸化還元電位の大小を比べる問題です。標準酸化還元電位が最も高いものを選びます。

この問題のポイント

標準酸化還元電位が高い反応ほど、相手から電子を奪う力(酸化力)が強いことを表します。並んだ反応の電位を比べると、過酸化水素の還元(H2O2 + 2H+ + 2e- → 2H2O)が約+1.77 Vで最も高く、塩素(約+1.36 V)や二クロム酸(約+1.33 V)より上です。鉄(III)/鉄(II)や銅(II)/銅(I)は低めです。引っかけは、水処理でなじみのある塩素や二クロム酸を最強の酸化剤と早合点する点です。

※ 問題文そのものは、産業環境管理協会が公開している公式サイトで確認できます。

正解:選択肢(5)

各選択肢の比較

選択肢標準電位の目安読み解き
(1)約+0.15 VCu2+/Cu+は電位が低く、酸化力は弱い側です。最も高くありません。
(2)約+0.77 VFe3+/Fe2+は中程度で、最も高くありません。
(3)約+1.36 VCl2/Cl-は高いものの、過酸化水素より下で最上位ではありません。
(4)約+1.33 V二クロム酸(Cr2O72-/Cr3+)も高いものの、最上位ではありません。
(5)約+1.77 VH2O2/H2Oは並んだ中で最も高く、これが正解です。

ここが分かれ目

酸化剤の強さは標準酸化還元電位の高さで決まります。塩素は水処理で身近な強い酸化剤ですが、過酸化水素の還元電位(約+1.77 V)はそれより高く、並んだ選択肢の中では最強です。なじみのある塩素や二クロム酸を最上位と早合点しないのがこの問題の勘所で、電位の数値そのものを比べて選択肢(5)を選びます。

覚え方

  • 標準酸化還元電位が高いほど酸化力が強い
  • 並んだ中の順はH2O2 > Cl2 > 二クロム酸 > Fe3+/Fe2+ > Cu2+/Cu+

理解度チェック

Q.

標準酸化還元電位が高いとは、どんな性質?

相手から電子を奪う力(酸化力)が強いことを表します。

Q.

塩素と過酸化水素、標準酸化還元電位が高いのは?

過酸化水素(約+1.77 V)です。塩素(約+1.36 V)より高くなります。

この問題に関連する用語解説

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出典

  • 一般社団法人 産業環境管理協会「令和元年度 公害防止管理者等国家試験 汚水処理特論 問題・正解」(公式PDF