54-56為題組
在相同的溫度、壓力與儀器的條件下，進行水的電解實驗(圖12)。在100毫升的水中，先加入少量的硫酸鈉為電解質，然後共進行五次的電解實驗，其實驗數據如表3所示：
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表3 |
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實驗序次 |
電解 時間 (分) |
硫酸鈉的重量百分濃度 (%) |
陽極所產生氣體的體積 (毫升) |
陰極所產生氣體的體積 (毫升) |
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1 |
20 |
1 |
20.3 |
40.5 |
|
2 |
20 |
1 |
25.0 |
50.1 |
|
3 |
40 |
2 |
40.5 |
81.0 |
|
4 |
60 |
1 |
60.5 |
121.0 |
|
5 |
40 |
2 |
40.6 |
81.2 |
根據上述資料，回答問題54-56題。
54.下列何者為陽極所進行的化學反應？
(A)還原反應 (B)中和反應 (C)氧化反應 (D)燃燒反應
答：(C)
氧化還原
〔解析〕
電解水時：陽極（氧化）半反應：2H2O → O2 ＋ 4H＋ ＋ 4e－ 故選(C)
陰極（還原）半反應：2H2O ＋ 2e－ → H2 ＋ 2OH－
55.表3中哪一次的數據最可能有實驗操作上的人為誤差，而應刪去不用？
(A)第1次 (B)第2次 (C)第3次 (D)第4次 (E)第5次
答：(B)
〔解析〕
氣體產物體積會隨「電解時間」或「Na2SO4濃度增加」成正比。
(B)第2次操作時，「電解時間」或「Na2SO4濃度」皆未增加，氣體產物體積卻不正常增加，故為人為操作誤差。
56.電解前所加的硫酸鈉，不能用下列的何種物質代替？
(A)硫酸 (B)硫酸鎂 (C)硫酸銅 (D)硫酸鉀
答：(C)
〔解析〕替代電解質不可改變陰、陽極產物IA＋1、IIA＋2、Al＋3 不會於陰極析出金屬
(A) H2SO4 [ H2，O2 ]
(B) MgSO4 [ H2，O2 ]
(C)CuSO4 [ Cu，O2 ]
(D) K2SO4 [ H2，O2 ]
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