112分科測驗化學 第21題 詳解

（20-22 題為題組）水電解反應所產生的氫氣（$\mathrm{H_2}$）與氧氣（$\mathrm{O_2}$），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 $\mathrm{NaOH}$、$\mathrm{Na_2SO_4}$、$\mathrm{KNO_3}$ 與 $\mathrm{NaNO_3}$ 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。

表 3：

| 電極 | NaOH H₂(mL) | NaOH O₂(mL) | Na₂SO₄ H₂(mL) | Na₂SO₄ O₂(mL) | KNO₃ H₂(mL) | KNO₃ O₂(mL) | NaNO₃ H₂(mL) | NaNO₃ O₂(mL) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 白金 | 15.9 | 7.9 | 16.3 | 8.2 | 15.8 | 8.0 | 16.0 | 7.9 |
| 不鏽鋼 | 15.8 | 8.0 | 16.1 | 6.3 | 0.5 | 7.5 | 0.2 | 7.3 |
| 石墨 | 15.9 | 3.2 | 16.4 | 2.1 | 1.3 | 0.9 | 1.7 | 0.8 |

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