Poprawna odpowiedź to NaOH, ponieważ podczas elektrolizy wodnego roztworu tego związku na katodzie wydziela się wodór, a na anodzie tlen. NaOH, czyli wodorotlenek sodu, jest dobrze rozpuszczalnym wodorotlenkiem, który w środowisku wodnym dysocjuje na jony sodu (Na+) i jony hydroksylowe (OH-). W procesie elektrolizy jony OH- migrują do anody, gdzie ulegają utlenieniu, wydzielając tlen. Z kolei jony H2O, które są obecne w roztworze, ulegają redukcji na katodzie, co prowadzi do wydzielenia wodoru. Elektroliza NaOH ma zastosowanie w różnych dziedzinach, takich jak produkcja wodoru jako paliwa, w procesach oczyszczania ścieków oraz w przemyśle chemicznym. Stosując elektrolizę NaOH, eksperci mogą także uzyskiwać wyspecjalizowane wodorotlenki oraz reagenty chemiczne, które są wykorzystywane w laboratoriach i przemyśle.
Analiza pozostałych związków wykazuje, dlaczego nie są one odpowiednie w kontekście zadania. AgNO3, czyli azotan srebra, jest solą, która w roztworze elektrolitycznym nie prowadzi do wydzielenia wodoru ani tlenu. Podczas elektrolizy jego roztworu, na katodzie może dochodzić do redukcji srebra, co prowadzi do osadzania się metalicznego srebra, a nie do wydzielania wodoru. CuSO4, siarczan miedzi, również nie będzie wydzielał wodoru, ponieważ na katodzie może dochodzić do redukcji jonów miedzi, co z kolei prowadzi do osadzania miedzi zamiast produkcji wodoru. NaCl, chlorek sodu, w procesie elektrolizy wytwarza chlor na anodzie oraz wodór na katodzie, jednak nie odpowiada to wymaganiom pytania, gdzie wskazano, że na anodzie ma wydzielać się tlen. W przypadku roztworu NaCl, wydzielający się chlor jest niepożądanym efektem, który może prowadzić do reakcji tworzących niebezpieczne substancje. Wybór niewłaściwego związku do elektrolizy jest często wynikiem braku zrozumienia procesów zachodzących podczas elektrolizy oraz roli, jaką odgrywają różne jony w roztworze. Kluczowym punktem jest zrozumienie, że różne elektrolity mają różne właściwości, które determinują, co się wydziela na katodzie i anodzie. Właściwe zrozumienie tych procesów jest nie tylko istotne z perspektywy teoretycznej, ale również praktycznej, wpływając na efektywność wielu procesów przemysłowych i laboratoryjnych.