moea_joint
104年
[化學] 普通化學、無機化學
第 44 題
由以下的半反應和還原電位，何者是最佳的還原劑？
$\text{MnO}_4^- + 8\text{H}^+_{(aq)} + 5\text{e}^- \rightarrow \text{Mn}^{2+}_{(aq)} + 4\text{H}_2\text{O} \quad E^0_{red} = +1.1512\text{ V}$
$4\text{H}^+_{(aq)} + \text{NO}_{3(aq)}^- + 3\text{e}^- \rightarrow \text{NO}_{(g)} + 2\text{H}_2\text{O} \quad E^0_{red} = +0.964\text{ V}$
$\text{Fe}^{3+}_{(aq)} + \text{e}^- \rightarrow \text{Fe}^{2+}_{(aq)} \quad E^0_{red} = +0.771\text{ V}$
$2\text{H}^+_{(aq)} + 2\text{e}^- \rightarrow \text{H}_{2(g)} \quad E^0_{red} = 0.000\text{ V}$
$\text{MnO}_4^- + 8\text{H}^+_{(aq)} + 5\text{e}^- \rightarrow \text{Mn}^{2+}_{(aq)} + 4\text{H}_2\text{O} \quad E^0_{red} = +1.1512\text{ V}$
$4\text{H}^+_{(aq)} + \text{NO}_{3(aq)}^- + 3\text{e}^- \rightarrow \text{NO}_{(g)} + 2\text{H}_2\text{O} \quad E^0_{red} = +0.964\text{ V}$
$\text{Fe}^{3+}_{(aq)} + \text{e}^- \rightarrow \text{Fe}^{2+}_{(aq)} \quad E^0_{red} = +0.771\text{ V}$
$2\text{H}^+_{(aq)} + 2\text{e}^- \rightarrow \text{H}_{2(g)} \quad E^0_{red} = 0.000\text{ V}$
- A MnO$_4^-$
- B H$_2$
- C Fe$^{2+}$
- D NO$_3^-$
思路引導 VIP
如果我們把「標準還原電位」想像成一個物質「搶奪電子」的能力強度，那麼當我們要尋找一個最願意「送出電子」的還原劑時，你會傾向尋找這項數值最高、還是最低的物質呢？此外，還原劑本身應該出現在還原半反應式的左側（反應物）還是右側（生成物）呢？
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AI 詳解
AI 專屬家教
恭喜你正確選出了 $H_{2(g)}$！這展現了你對於電化學中「標準還原電位」與「還原劑強度」之間反比關係的精確掌握。
還原電位與物質活性的關聯
在電化學中，標準還原電位 ($E^0_{red}$) 反應的是一個物質得到電子（被還原）的傾向。當還原電位越正（數值越大），代表該物質越傾向於奪取電子，是越強的氧化劑；相對地，若要尋找最佳還原劑，我們必須尋找最容易失去電子的物質。觀察題目提供的數值，反應 $2\text{H}^+ + 2\text{e}^- \rightarrow \text{H}_2$ 的電位為 $0.000\text{ V}$，是四個反應中最低的。這意味著它的逆反應（氧化反應）發生的傾向最高，因此處於產物端的 $\text{H}_2$ 便是這組數據中最強的還原劑。
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