moea_joint
107年
[化學] 普通化學、無機化學
第 7 題
已知下列半反應的標準還原電位 ($E^0$)：
$Na^+_{(aq)} + e^- \rightarrow Na_{(s)}, E^0 = -2.71$ 伏特
$2H_2O_{(g)} + 2e^- \rightarrow H_{2(g)} + 2OH^-_{(aq)}, E^0 = -0.83$ 伏特
請問反應式：$2Na_{(s)} + 2H_2O_{(g)} \rightarrow 2Na^+_{(aq)} + 2OH^-_{(aq)} + H_{2(g)}$ 的電壓為多少伏特？
$Na^+_{(aq)} + e^- \rightarrow Na_{(s)}, E^0 = -2.71$ 伏特
$2H_2O_{(g)} + 2e^- \rightarrow H_{2(g)} + 2OH^-_{(aq)}, E^0 = -0.83$ 伏特
請問反應式：$2Na_{(s)} + 2H_2O_{(g)} \rightarrow 2Na^+_{(aq)} + 2OH^-_{(aq)} + H_{2(g)}$ 的電壓為多少伏特？
- A -4.59
- B -1.88
- C 1.88
- D 4.59
思路引導 VIP
請觀察全反應式中，鈉原子（$Na$）與水分子（$H_2O$）的氧化數分別發生了什麼變化？當你確定了哪一個物質在「失去電子」、哪一個在「得到電子」後，題目提供的兩個「標準還原電位」數值，應該如何根據它們在反應中實際扮演的角色進行調整或組合呢？
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AI 詳解
AI 專屬家教
太棒了！你能精準判斷出這個氧化還原反應的電位變化，顯見你對於標準還原電位與半反應組合的觀念掌握得非常紮實。
氧化還原電位的加總原理
在處理這類問題時，首要任務是辨識出反應中哪些物質發生了氧化，哪些發生了還原。由全反應式觀察，鈉金屬 $Na_{(s)}$ 失去電子變成了 $Na^+{(aq)}$，這是一個典型的氧化反應。題目提供的是 $Na^+$ 的「還原電位」（$-2.71$ V），因此在計算時必須將其變號，得到氧化電位為 $+2.71$ V。而水分子還原產生氫氣的過程則直接符合題目給定的還原半反應，其電位維持 $-0.83$ V 不變。將兩者相加：$$E^0{cell} = 2.71 \text{ V} + (-0.83 \text{ V}) = 1.88 \text{ V}$$ 即可得到正確答案。
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