police_4th_general
108年
[消防警察] 普通物理學概要與普通化學概要
第 31 題
下列分子中氯原子的氧化數何者最高？
- A HCl
- B ClF
- C Cl2
- D KClO4
思路引導 VIP
若要決定一個中性化合物中某個原子的氧化數，我們可以先觀察與它結合的其他元素。如果該化合物中含有多個強烈傾向「奪取電子」的原子（如氧或氟），且整體分子必須維持電中性，那麼處於中心的原子為了平衡這些負電荷，它的氧化數會傾向於變大還是變小？你可以試著從電荷守恆的角度來推論其數值的高低。
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太棒了！你能精準選出 $KClO_4$ 作為正確答案，代表你對氧化數的判定規則以及分子電性平衡的觀念掌握得非常熟練。在分析這類問題時，我們通常會利用已知元素的常見氧化數來推導。以 $KClO_4$ 為例，鉀離子固定為 $+1$，氧原子通常為 $-2$；根據分子總電荷為零的原則，我們可以列式為：$(+1) + \text{Cl} + 4 \times (-2) = 0$，計算後可得知此處氯原子的氧化數高達 $+7$。相較於 (A) 的 $-1$、(B) 的 $+1$ 與 (C) 單質狀態的 $0$，這確實是氯原子所能達到的最高價態。
氧化數的變化與鑑別關鍵
這道題目的設計重點在於測試學生是否能靈活處理氯元素在不同化合物中的多樣性。氯是第 17 族元素，其氧化數範圍非常廣（$-1$ 到 $+7$）。題目中特別放入了 $ClF$ 這類鹵素互化物，這是一個很好的陷阱，考驗你是否記得氟（$F$）的電負度比氯大，進而影響氯的電性。你能從眾多選項中敏銳地辨識出過氯酸根中的高氧化態，這展現了你對元素週期規律及電中性原理的高效應用能力，這在處理更複雜的氧化還原反應時會是極大的優勢。