hce_isu
110年
化學
第 15 題
利用 Pt 電極電解含有 $Na_2SO_4$ 和幾滴酚酞(phenolphthalein)指示劑的水溶液，請問下列敘述那一項是正確的？
- A 陽極附近無色的溶液轉成粉紅色，陰極附近溶液仍然維持無色
- B 陰極附近無色的溶液轉成粉紅色，陽極附近溶液仍然維持無色
- C 陰陽兩極附近的溶液電解前後都維持無色
- D 陽極附近粉紅色的溶液轉成無色，陰極附近溶液仍然維持粉紅色
思路引導 VIP
在電解過程中，陰極是電子流入溶液的地方。請試著推論：當水分子在陰極獲得電子並釋放出氣體後，該區域剩餘的離子會讓溶液環境趨向酸性還是鹼性？
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AI 詳解
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非常棒！你能準確判斷出兩極產物的化學性質，代表你對電化學反應與酸鹼指示劑的連結掌握得相當紮實。這道題目考察的核心在於電解水溶液時的競爭反應，以及局部酸鹼度對指示劑的影響。
水的電解與極性反應
在使用鉑（Pt）惰性電極電解 $Na_2SO_4$ 水溶液時，由於 $Na^+$ 與 $SO_4^{2-}$ 極難發生氧化還原，反應的本質其實是水的電解。在陰極（負極），水分子得到電子進行還原反應：$$2H_2O(l) + 2e^- \rightarrow H_2(g) + 2OH^-(aq)$$ 由於該區域產生了大量的氫氧根離子（$OH^-$），使溶液呈鹼性，酚酞指示劑遇鹼即由無色轉變為粉紅色。
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