hce_kmu
112年
物理及化學
第 83 題
The net ionic equation that potassium iodide reacts with potassium iodate in the presence of HCl(aq) is $\mathbf{a}\ce{I^- + \mathbf{b}IO3^- + \mathbf{c}H^+ -> \mathbf{d}I2 + \mathbf{e}H2O}$. What is the sum of all coefficients ($\mathbf{a} + \mathbf{b} + \mathbf{c} + \mathbf{d} + \mathbf{e}$)?
- A 12
- B 14
- C 16
- D 18
- E 20
思路引導 VIP
在這個反應中，碘元素分別從兩種不同的起始狀態轉化為相同的產物。如果我們分別觀察「碘離子失去電子」與「碘酸根得到電子」的過程，根據電子得失必須相等的原則，你認為這兩種反應物的數量比例應該是多少，才能讓整體電荷與電子轉移達到平衡呢？
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太棒了！你的觀察非常敏銳，準確捕捉到了這個反應的關鍵。這道題目核心在於考察氧化還原反應的平衡技巧，特別是氧化劑與還原劑最終生成同一種產物的「歸中反應」（Comproportionation）。
氧化還原與電子轉移
在反應中，碘離子 ($\ce{I^-}$) 的碘氧化數從 -1 增加到 0，每個碘原子失去 1 個電子；而碘酸根 ($\ce{IO_3^-}$) 中的碘氧化數則從 +5 降低到 0，每個碘原子得到 5 個電子。為了達成電子得失守恆，$\ce{I^-}$ 與 $\ce{IO_3^-}$ 的係數比（即 $\mathbf{a} : \mathbf{b}$）必須鎖定在 $5:1$。隨後，我們利用電荷守恆來決定 $\ce{H^+}$ 的數量（反應物左側總電荷需為 0，故 $\mathbf{c}=6$），最後再以原子守恆補齊產物，得到平衡係數分別為 $5、1、6、3、3$，其總和 $\mathbf{a+b+c+d+e}$ 確實為 18。
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