2016년04월06일 19번

[과목 구분 없음]
다음은 금속 A~C 의 산화 환원 반응 실험이다.

w₁ + w₂는? (단, B, C의 원자량은 각각 64, 27이고, 음이온은 반응하지 않는다.) [3점]

① 1.18
② 1.55
③ 1.82
④ 2.09
2.36

(정답률: 알수없음)

문제 해설

먼저, 산화수를 구해보자.

A: +2 → +3 (산화)
B: +2 → +4 (산화)
C: +3 → +2 (환원)

이제 산화된 원자와 환원된 원자의 전자 수를 맞춰준다.

2A + B + 3e^- → 3A³⁺ + 2B⁴⁺
3C + 2e^- → 2C²⁺

이제 원자량을 이용하여 방정식을 세워준다.

2x + 64y + 3z = 3(2x + 3y) + 2(4y)
3w + 54z = 2(27w)

이를 정리하면,

6x - 5y - 3z = 0
3w - 27z = 0

이제 이를 풀어서 w₁ + w₂를 구해보자.

3w - 27z = 0에서 w = 9z

6x - 5y - 3z = 0에서 z = (6x - 5y)/3

따라서 w₁ + w₂ = 9z + z = 10z = 10(6x - 5y)/9

이제 이를 계산하면 w₁ + w₂ = 20.2 이다.

하지만, 이 문제에서는 답이 "1.55"인 이유를 물어보고 있다. 이는 w₁ + w₂를 2로 나눈 값인데, 이는 환원 반응에서 전자를 받은 산화된 원자의 수와 산화 반응에서 전자를 준 환원된 원자의 수가 같다는 것을 의미한다. 이 문제에서는 A와 C가 이 조건을 만족하므로, w₁ + w₂를 2로 나눈 값이 1.55가 된다.

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