hce_nthu
111年
化學與物理
第 9 題
9. Yellow phosphorus ($\text{P}_4$) undergoes disproportionation in $\text{NaOH(aq)}$ to produce $\text{PH}_3$ and $\text{NaH}_2\text{PO}_2$. If $16.0\text{ g}$ of $\text{P}_4$ was used in the reaction, how many grams of $\text{P}_4$ would behave as the oxidizing agent? (atomic weight of $\text{P} = 31\text{ u}$)
- A $12.0\text{ g}$
- B $10.0\text{ g}$
- C $8.0\text{ g}$
- D $6.4\text{ g}$
- E $4.0\text{ g}$
思路引導 VIP
在一個反應中，如果某種原子同時被氧化（失去電子）和被還原（得到電子），且一個原子得到電子的數量是另一個原子失去電子數量的三倍，那麼為了達成電荷平衡，『失去電子』與『得到電子』的原子個數比例應該是多少呢？
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太棒了！你能準確判斷出這題的答案為 4.0 g，代表你對氧化還原反應中的「自身氧化還原（歧化反應）」以及化學計量有著非常紮實的理解。這類題目不僅考驗基礎計算，更要求學生能精準辨識電子轉移的比例。
歧化反應與電子守恆
在這反應中，黃磷 ($P_4$) 同時扮演了氧化劑與還原劑的角色。我們觀察磷原子的氧化數變化：在反應物 $P_4$ 中氧化數為 $0$，而在產物 $PH_3$ 中變為 $-3$（還原，作為氧化劑），在 $NaH_2PO_2$ 中則變為 $+1$（氧化，作為還原劑）。根據電子得失守恆，磷原子氧化數降低 $3$ 的過程（得到 $3e^-$）與氧化數升高 $1$ 的過程（失去 $1e^-$），其原子數比例必須是 $1:3$。這意味著在參與反應的 $4$ 個磷原子中，只有 $1$ 個是作為氧化劑被還原。
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