산화-환원 반응. 산화된 물질과 환원된 물질이 주고받은 전자 수는 같다

산화-환원 반응. 산화된 물질과 환원된 물질이 주고받은 전자 수는 같다

- 산화된 물질이 내놓은 전자 수와 환원된 물질이 받은 전자 수는 같다.

 

 

다음은 알루미늄(Al)을 이용하여 은(Ag)의 녹을 제거하는 반응의 화학 반응식과 양적 관계에 대한 설명이다.

①+②는? (단, Al의 원자량은 27이다.)

 

[화학 반응식]

aAg2S + bAl → cAg + dAl2S3

(a~d는 반응 계수)

 

[양적 관계]

생성물의 전체 몰수가 1.4몰이 되는 동안 이동한 전자는 (①)몰이고, 반응한 Al의 질량은 (②)g이다.

 

-----------------------------------------

 

미정계수법으로 반응 계수를 완성하면,

Ag: 2a = c

S: a = 3d

Al: b = 2d

 

a = 1로 두면,

c = 2

d = 1/3

b = 2/3

 

3을 곱하면,

a = 3

b = 2

c = 6

d = 1

 

따라서 균형 맞춘 반응식은

3Ag2S + 2Al → 6Ag + Al2S3

 

산화수 변화를 계산하면,

Al의 산화수: 0에서 +3으로 증가 (Al 2개가 3씩 증가 → 총 전자 6개 내놓음)

Ag의 산화수: +1에서 0으로 감소 (Ag 6개가 1씩 감소 → 총 전자 6개 받음)

→ 이동한 전자의 개수 = 6

→ Al과 Ag가 주고받은 전자 수 = 6개로 같다.

 

총 생성물 1.4몰에서 각 생성물의 몰수를 계산하면,

1.4 * 6/7 = 1.2 mol Ag

1.4 – 1.2 = 0.2 mol Al2S3

 

균형 맞춘 반응식에서, 7몰 생성될 때 6몰 전자가 이동했으므로,

1.4몰 생성될 때 이동한 전자의 몰수는

7 : 6 = 1.4 : ?

? = 6 * 1.4 / 7 = 1.2 mol

 

균형 맞춘 반응식에서, Al 2몰 반응하면 Al2S3 1몰 생성되므로,

반응한 Al의 몰수를 계산하면,

Al : Al2S3 = 2 : 1 = ? : 0.2

? = 0.4 mol Al

 

Al의 원자량 = 27이므로, 0.4 mol Al의 질량은

0.4 mol * (27 g/mol) = 10.8 g

 

따라서 답은

1.2 + 10.8 = 12