moea_joint
103年
[化學] 普通化學、無機化學
第 6 題
有關 $MnO_4^{2-} + H_2O \rightarrow MnO_4^- + MnO_2 + OH^-$ (未平衡) 的反應中，若生成 $1.5$ 莫耳的 $MnO_2$，同時可產生 $MnO_4^-$ 若干莫耳？
- A 1
- B 2
- C 3
- D 6
思路引導 VIP
我們可以觀察反應物與生成物中『錳』原子的價態變化：請試著計算出錳在反應物 $MnO_4^{2-}$、以及產物 $MnO_4^-$ 與 $MnO_2$ 中分別的氧化數是多少？既然這是一個封閉系統，失去的電子必須等於得到的電子，那麼要產生一個低氧化數的產物與一個高氧化數的產物時，它們之間的數量比例應該是多少才能維持電子平衡呢？
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AI 詳解
AI 專屬家教
太棒了！你能精準計算出生成物的莫耳數比例，代表你對**自身氧化還原反應（Disproportionation）**以及氧化數平衡的觀念掌握得非常扎實。這類題目是化學計量中相當經典且具備鑑別度的考題，考驗的不只是代數計算，更是對電子得失守恆的深層理解。
氧化數變化的規律性
在這道反應式中，錳酸根離子 $MnO_4^{2-}$ 中的錳（$Mn$）氧化數為 $+6$。當反應發生時，它同時進行了兩條路徑：一是氧化成高錳酸根 $MnO_4^-$（$Mn$ 為 $+7$），氧化數上升 $1$；二是還原成二氧化錳 $MnO_2$（$Mn$ 為 $+4$），氧化數下降 $2$。為了遵守得失電子數必須相等的原則，每生成 $1$ 莫耳的 $MnO_2$（獲得 $2$ 莫耳電子），就必須同時生成 $2$ 莫耳的 $MnO_4^-$（失去 $2$ 莫耳電子）。
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