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112分科化學考科-20

[題組:第20-22題]
水電解反應所產生的氫氣(H2)與氧氣(O2),可分別作為燃料與醫療用途。為了瞭解電解質與電極材料對於水電解反應的影響,小安利用NaOH、Na2SO4、KNO3 與NaNO3 作為電解質,搭配白金、不鏽鋼與石墨作為電極,設計了一系列水電解實驗,並將結果整理成表3 與圖5;表3 為水電解實驗氣體生成體積,圖5 為水電解實驗的電流效率。電流效率表示所流通的電流中,有多少比例實際進行水電解反應。

20 下列關於實驗結果的敘述,哪些正確?(多選)
(A) 當使用白金電極時,氫氣或是氧氣的產量,並不隨電解質的不同而有明顯變化
(B) 當使用不鏽鋼電極時,無論電解質種類為何,氫氣都是主要產物
(C) 當使用石墨電極時,無論電解質種類為何,氫氣的產量都相同
(D) 若使用NaOH 或Na2SO4 當作電解質,無論電極材料為何,產氫的電流效率都接近100%
(E) 若使用KNO3 或NaNO3 當作電解質,不鏽鋼電極產氫和產氧的效率都比石墨電極佳

[題組題]
答案

略解:(A)白金電極各電解質下H₂:O₂≈2:1,變化不明顯。
(B)不鏽鋼電極在KNO₃、NaNO₃時O₂產量>H₂。
(C)石墨電極在不同電解質下H₂產量有差異。
(D)NaOH、Na₂SO₄產氫效率接近100%。
(E)不鏽鋼產氧效率較石墨佳,但產氫效率不佳。
答案:A,D 報錯
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112分科化學考科-21

[題組:第20-22題]
21 在某個實驗條件下,小安獲得了如圖6 的實驗結果,試問下列哪一項最可能為此實驗的電極材料與電解質組合?(單選)
(A)電極材料:白金;電解質:甲-NaOH、乙-Na2SO4、丙-KNO3、丁-NaNO3
(B)電極材料:不鏽鋼;電解質:甲-Na2SO4、乙-NaNO3、丙- KNO3、丁-NaOH
(C)電極材料:不鏽鋼;電解質:甲-KNO3、乙-NaOH、丙-NaNO3、丁-Na2SO4
(D)電極材料:石墨;電解質:甲-NaNO3、乙-Na2SO4、丙-NaOH、丁-KNO3
(E)電極材料:石墨;電解質:甲-NaOH、乙-Na2SO4、丙-KNO3、丁-NaNO3

[題組題]
答案

略解:圖6顯示甲、丙氫氣極少,乙、丁氫氣較多且H₂:O₂≈2:1。對照表3,不鏽鋼電極在KNO₃、NaNO₃時產氫極少,在NaOH、Na₂SO₄時產氫正常,故選(C)。
答案:C 報錯
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