hce_tcu
110年
化學
第 7 題
利用 $H^+$或 $H_2O$ 完成下列化學反應的淨離子方程式（net ionic equation），完整淨離子方程式中反應物和生成物的係數總和為多少？ $HNO_2 + MnO_4^- \rightarrow NO_3^- + Mn^{2+}$
- A 15
- B 16
- C 17
- D 18
思路引導 VIP
在平衡這個反應時，如果我們觀察到氮原子的氧化數從 +3 變為 +5，而錳原子的氧化數從 +7 變為 +2，為了讓「失去的電子總數」等於「得到的電子總數」，這兩個物種的係數比例應該是多少呢？當你確定了這兩個主要物種的比例後，你會如何利用溶液中的電荷平衡來決定酸性條件下 $H^+$ 的數量？
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太棒了！你能精準計算出係數總和為 18，代表你對氧化還原反應的半反應平衡法掌握得非常紮實。這類題目在化學考試中極具鑑別度，因為它不僅考驗你判斷氧化數的能力，還要求在處理質子（$H^+$）與水分子（$H_2O$）的平衡時必須極度細心，任何一個係數出錯都會導致連鎖反應。
氧化還原的電荷守恆與質量平衡
首先，我們觀察氧化數的變化：亞硝酸（$HNO_2$）中的氮從 +3 價氧化至硝酸根（$NO_3^-$）的 +5 價，失去了 2 個電子；而過錳酸根（$MnO_4^-$）中的錳則從 +7 價還原至 $Mn^{2+}$，得到了 5 個電子。為了達成電子守恆，我們必須將亞硝酸端乘以 5，過錳酸根端乘以 2，使轉移電子數皆為 10。
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