分科測驗
111年
化學
第 4 題
📖 題組：
3-4 題為題組 實驗課時進行電解濃食鹽水的實驗，實驗設計是以碳棒做為電極。大部分的學生實驗結果如圖 2 所示，陰極與陽極皆會產生氣體，且甲管與乙管的液面高度大致相同。 (圖2及表1) 但是，有五組的學生誤將其他鹽類當成食鹽配成水溶液進行電解實驗。誤拿的五種鹽類，事後發現應為亞硫酸鈉、硝酸銀、氯化鉀、硫酸鎂、硝酸鈉。學生找資料查到可能相關的標準還原電位數據，如表 1 所示。
3-4 題為題組 實驗課時進行電解濃食鹽水的實驗，實驗設計是以碳棒做為電極。大部分的學生實驗結果如圖 2 所示，陰極與陽極皆會產生氣體，且甲管與乙管的液面高度大致相同。 (圖2及表1) 但是，有五組的學生誤將其他鹽類當成食鹽配成水溶液進行電解實驗。誤拿的五種鹽類，事後發現應為亞硫酸鈉、硝酸銀、氯化鉀、硫酸鎂、硝酸鈉。學生找資料查到可能相關的標準還原電位數據，如表 1 所示。
五組拿錯鹽類的學生中，有兩組學生很快就發現不對，因為在兩個集氣管中，有一管一直都沒有氣體產生，則他們所使用的鹽類分別為何？
- A 亞硫酸鈉、硝酸銀
- B 硝酸銀、氯化鉀
- C 氯化鉀、硫酸鎂
- D 硫酸鎂、硝酸鈉
- E 硝酸鈉、亞硫酸鈉
思路引導 VIP
如果在電解過程中某一極『沒有氣體產生』，這暗示該電極生成的產物是什麼狀態呢？請你觀察一下題目提供的電位表，找找看哪些離子在發生氧化或還原反應後，會生成『固體』或是留在『水溶液』中，而不是變成氣體跑掉呢？
水溶液電解競爭反應
💡 電解時，陰極還原電位高者先反應，陽極氧化電位高者先反應。
| 比較維度 | 陰極 (Cathode) | VS | 陽極 (Anode) |
|---|---|---|---|
| 反應類型 | 還原反應 (得電子) | — | 氧化反應 (失電子) |
| 優先順序 | 還原電位 (E°) 最高者 | — | 氧化電位最高者 |
| 產生氣體條件 | 水被還原產生氫氣 | — | 水或氯離子被氧化 |
| 無氣體可能原因 | 金屬離子還原成固體 | — | 離子氧化成高價離子 |
💬電解產物由電位競爭決定，若優先反應者非產生氣體則集氣管無反應。
