酸化数と酸化還元 想定問題 3
濃度0.050 mol/Lの過酸化水素水16.0 mLに希硫酸を加えて酸性にし,濃度0.040 mol/Lの過マンガン酸カリウム水溶液で滴定した。過酸化水素とちょうど反応する過マンガン酸カリウム水溶液の体積として,最も適切なものはどれか。ただし,それぞれの物質は次のように電子をやりとりするものとする。 MnO4− + 8H+ + 5e− → Mn2+ + 4H2O H2O2 → O2 + 2H+ + 2e−
解説
ポイント
過酸化水素と過マンガン酸カリウムがやりとりする電子の数から,ちょうど反応する量を求める問題です。
考え方と解き方
酸化還元反応では,還元剤が出した電子の数と,酸化剤が受け取った電子の数が等しくなります。MnO4− は電子を 5 個受け取り,H2O2 は電子を 2 個出します。
- H2O2 の物質量:0.050 × 16.0 ÷ 1000 = 8.0×10−4 mol
- H2O2 が出す電子:8.0×10−4 × 2 = 1.6×10−3 mol
- 必要な MnO4−:1.6×10−3 ÷ 5 = 3.2×10−4 mol
- KMnO4 水溶液の体積:3.2×10−4 ÷ 0.040 = 8.0×10−3 L = 8.0 mL。答えは ③
ほかの選択肢
①(4.0 mL):H2O2 が出す電子を 2 mol ではなく 1 mol とした値です。
④(20.0 mL):MnO4− と H2O2 が 1:1 で反応するとした値です。
⑤(50.0 mL):比を逆(5:2)にした値です。
覚えておくこと
- 酸化還元滴定:還元剤が出した電子の数 = 酸化剤が受け取った電子の数(テキスト・覚えること)
- MnO4− 1 mol は電子を 5 mol 受け取り(Mn が +7 から +2),H2O2 1 mol は電子を 2 mol 出す。反応は 2:5(テキスト・覚えること)
- 電子の数の比を逆(5:2)にしない。濃度を入れ替えて計算しない(テキスト・ひっかけ)
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