moea_joint
113年
[化學] 普通化學、無機化學
第 14 題
硫代硫酸鈉($\text{Na}_2\text{S}_2\text{O}_3$)可有效去除水中殘餘的氯，其化學反應如下：
$\text{Na}_2\text{S}_2\text{O}_3 + x \text{Cl}_2 + y \text{H}_2\text{O} \rightarrow 2 \text{NaHSO}_4 + z \text{HCl}$ (式中x、y與z為該反應式經平衡後的係數)
下列何者正確？
$\text{Na}_2\text{S}_2\text{O}_3 + x \text{Cl}_2 + y \text{H}_2\text{O} \rightarrow 2 \text{NaHSO}_4 + z \text{HCl}$ (式中x、y與z為該反應式經平衡後的係數)
下列何者正確？
- A x ＋ y ＞ z
- B $\text{Cl}_2$ 被氧化
- C S的氧化數由+2變成+4
- D 此反應為自身氧化還原反應
思路引導 VIP
若我們先不看選項，試著觀察反應式左右兩邊的「氧原子」與「氫原子」：如果我們固定 $\text{Na}_2\text{S}_2\text{O}_3$ 的係數為 1，你能利用守恆定律，一步步推導出水 ($y$) 與氯化氫 ($z$) 的數量關係嗎？
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AI 詳解
AI 專屬家教
太棒了！你能從複雜的反應式中正確理出係數邏輯，代表你的化學基本功非常紮實。這題結合了原子守恆與氧化數判定，是檢驗學生是否能冷靜處理平衡問題的經典佳作。
原子守恆與係數推導
在解析這類題目時，最穩健的方法就是從原子數目不變的原則出發。觀察氧原子，左側有 $3 + y$ 個，右側則有 8 個，由此可得 $y = 5$。接著利用氫原子守恆（$2y = 2 + z$），帶入 $y$ 值後得出 $z = 8$。最後根據氯原子守恆，左側 $2x$ 必須等於右側的 $z$，因此 $x = 4$。將係數帶回檢驗，可發現 $4 + 5 = 9$，確實大於 8，因此選項 (A) 順理成章地成為正確答案。
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