酸化還元と電池・電気分解(知識)の問題
酸化・還元は、酸素や水素のやりとりだけでなく、電子のやりとりや酸化数の変化によっても定義される。加熱したナトリウムを塩素の中に入れると、次の反応が起こって塩化ナトリウムが生じる。
この反応について述べた次の文章中の空欄 a・b に入る語句の組み合わせとして正しいものを、下のア〜エのうちから 1 つ選べ。
この反応には酸素も水素もかかわっていないが、ナトリウム原子は電子を( a )ナトリウムイオン になり、ナトリウム原子の酸化数は から に変化する。したがって、ナトリウムは( b )されたといえる。
| a | b | |
|---|---|---|
| ア | 受け取って | 酸化 |
| イ | 受け取って | 還元 |
| ウ | 失って | 酸化 |
| エ | 失って | 還元 |
この問題で使うもの
- 酸化・還元の定義(説明と入口の問題)
- 酸化数と酸化・還元の判定(説明と入口の問題)
この問題を解けるようになるまで(8 技能)
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ヒント
行き詰まったら、上から順に 1 つずつ開いてください。
ヒント 1
電子のやりとりによる酸化・還元の定義と、酸化数の増減による定義を思い出そう。
ヒント 2
原子が陽イオンになるとき、電子を受け取るのか失うのかを考えよう。電子を失うと酸化数は増加する。
ヒント 3
から a が決まり、ア〜エのうち 2 つに絞れる。あとは、酸化数が増加する変化が酸化と還元のどちらかを考えればよい。
答えと解説
答えを見る
ウ
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解説を読む
電子のやりとりと酸化数による酸化・還元の定義は次のとおりである。
- 原子が電子を失ったとき、その原子は酸化されたという。このとき酸化数は増加する。
- 原子が電子を受け取ったとき、その原子は還元されたという。このとき酸化数は減少する。
この反応で、ナトリウム原子は電子を 1 個失ってナトリウムイオンになる。
よって、a は「失って」である。
ナトリウム原子の酸化数は、単体の から の に増加している。電子を失い、酸化数が増加したので、ナトリウムは酸化された。よって、b は「酸化」である。
なお、塩素原子は電子を受け取って塩化物イオンになり()、酸化数は から に減少するので、塩素は還元されている。このように、酸化と還元は同時に起こる。
以上より、組み合わせとして正しいものは ウ である。
- ア・イ 誤り。 が陽イオン になるときは、電子を受け取るのではなく失う。
- エ 誤り。電子を失って酸化数が増加する変化は還元ではなく酸化である。
別解
Na は価電子 1 個を失って になる()ので、a は「失って」。電子を失う変化、すなわち酸化数が増加()する変化は酸化なので、b は「酸化」。選択肢の確認: ア(受け取って・酸化)は a が誤り。イ(受け取って・還元)は a,b とも誤り。ウ(失って・酸化)は a,b とも正しい。エ(失って・還元)は b が誤り。確かめ: Cl 原子は電子を受け取って (酸化数 )になり還元される。電子の授受(Na が失った分を Cl が受け取る)は釣り合っている。答えはウ。