問4 酸化還元反応では,酸化剤が受け取る電子の物質量と還元剤が失う電子の物質量が…
化学反応について,問1 ~問4 に答えよ。
問4 酸化還元反応では,酸化剤が受け取る電子の物質量と還元剤が失う電子の物質量が等しい とき,酸化剤と還元剤が過不足なく反応する。たとえば,硫酸で酸性にした水溶液中で過マ ンガン酸カリウムを酸化剤,過酸化水素を還元剤として用いるとき,酸化剤,還元剤それぞ れの働きを示す電子e- を用いたイオン反応式は次のように表される。 (酸化剤) MnO4 - + 8 H+ + 5 e- → Mn2+ + 4 H2O (還元剤) H2O2 → O2 + 2 H+ + 2 e- これらの反応式から,2.0 mol の過マンガン酸イオンMnO4 - と過不足なく反応する過酸 化水素H2O2 の物質量として正しいものはどれか。次の1 ~5 のうちから一つ選べ。
- 1 2.0 mol電子の数を考えずに、そのまま同じ物質量としています。
- 2 2.5 mol電子の数の比が、反応式の係数と合っていません。
- 3 3.0 mol受け取る電子10 molに対して、失う電子が足りません。
- 4 4.0 mol電子の物質量が等しくならず、過不足なく反応しません。
- 5 5.0 mol10 mol の電子を2個ずつ出すので、5.0 mol 必要になります。
解説
正解は5です。過マンガン酸イオンは1個あたり電子を5個受け取るので、2.0 molでは5倍の10 molの電子を受け取ります。一方、過酸化水素は1個あたり電子を2個失います。受け取る電子と失う電子の物質量が等しいとき過不足なく反応するので、10 ÷ 2 = 5.0 molの過酸化水素が必要になります。係数をそのまま比にしないよう気をつけましょう。
出典:文部科学省ホームページ(https://www.mext.go.jp/a_menu/koutou/shiken/kakomon/1411255_00009.htm)を加工して作成