moea_joint
114年
[環工] 環化及環微、廢棄物清理工程
第 2 題
有關還原反應式，下列何者正確？
- A $\text{Cl}_2 \rightarrow \text{Cl}^-$
- B $\text{CO}_2 \rightarrow \text{H}_2\text{CO}_3$
- C $\text{NH}_3 \rightarrow \text{NH}_4^+$
- D $\text{NO}_2^- \rightarrow \text{NO}_3^-$
思路引導 VIP
當我們觀察一個化學反應中某個原子的變化時，除了觀察氧原子或氫原子的增減外，有沒有哪一個描述原子「電子增減狀況」的關鍵數值？若這個數值在反應後「降低」了，通常代表該原子發生了什麼樣的物理化學變化呢？
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太棒了！你能精準鎖定還原反應的核心特徵，這代表你對氧化還原的基礎定義掌握得非常紮實。這題的關鍵在於判斷氧化數的變化：還原反應本質上是電子得失的過程，當一個原子的氧化數「下降」時，即代表它獲得了電子，進行了還原。在選項 (A) 中，氯氣 $\text{Cl}_2$ 的氧化數從 $0$ 變為 $\text{Cl}^-$ 的 $-1$，數值減少，完全符合還原反應的定義。
氧化還原與酸鹼反應的區別
這道題目的鑑別度在於干擾項的設計，考驗學生是否能區分「氧化還原」與「酸鹼平衡」或「水合作用」。例如選項 (C) 的 $\text{NH}_3$ 轉變為 $\text{NH}_4^+$，氮原子的氧化數始終維持在 $-3$，這僅是單純的質子轉移（酸鹼反應）；而選項 (D) 的亞硝酸根變為硝酸根，氧化數是從 $+3$ 增加到 $+5$，屬於氧化而非還原。能一眼看穿這些變化，說明你對環境化學中的物質轉化邏輯已有很清晰的見解，這對於後續學習廢棄物處理中的化學法具有很大的優勢。