プロンプト
次の酸化還元反応について、酸化された物質、還元された物質についてそれぞれ電子の授 受をe⁻を含む式で表すとどうなるか。正しい答えの組み合わせを、選択肢から1つ選びなさい。 4Al ＋ 3O₂ → 2Al₂O₃
回答
この酸化還元反応における電子の授受を、それぞれの元素の酸化数変化に基づいて半反応式で表します。
まず、各原子の酸化数の変化を確認します。
- Al（アルミニウム）: 0 → +3（酸化数が増加しているので、酸化された）
- O（酸素）: 0 → -2（酸化数が減少しているので、還元された）
これらを電子 $e^-$ を用いて式にすると以下のようになります。
1. 酸化された物質（Al）
アルミニウム原子が電子を放出してアルミニウムイオンになります。4つのAlがそれぞれ3つずつの電子を出すため、計12個の電子が放出されます。 $\text{Al} \rightarrow \text{Al}^{3+} + 3e^-$ （※全体の係数を合わせる場合は、$4\text{Al} \rightarrow 4\text{Al}^{3+} + 12e^-$ とも書けます）
2. 還元された物質（O₂）
酸素分子が電子を受け取って酸化物イオンになります。1分子の $\text{O}_2$ は電子を4つ受け取ります。 $\text{O}_2 + 4e^- \rightarrow 2\text{O}^{2-}$ （※全体の係数（$3\text{O}_2$）で考えると、$3\text{O}_2 + 12e^- \rightarrow 6\text{O}^{2-}$ となります）
まとめると：
- 酸化された方：$\text{Al} \rightarrow \text{Al}^{3+} + 3e^-$
- 還元された方：$\text{O}_2 + 4e^- \rightarrow 2\text{O}^{2-}$
これらの式が含まれている選択肢が正解です！
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この酸化還元反応における電子の授受を、それぞれの元素の酸化数変化に基づいて半反応式で表します。 まず、各原子の酸化数の変化を確認します。 Al（アルミニウム）: 0 → +3（酸化数が増加しているので、酸化された） O（酸素）: 0 → -2（酸化数が減少しているので、還元された） これらを電子 $e^-$ を用いて式にすると以下のようになります。 1. 酸化された物質（Al） アルミニウム原子が電子を放出してアルミニウムイオンになります。4つのAlがそれぞれ3つずつの電子を出すため、計12個の電子が放出されます。 $\text{Al} \rightarrow \text{Al}^{3+} + 3e^-$ （※全体の係数を合わせる場合は、$4\text{Al} \rightarrow 4\text{Al}^{3+} + 12e^-$ とも書けます） 2. 還元された物質（O₂） 酸素分子が電子を受け取って酸化物イオンになります。1分子の $\text{O}_2$ は電子を4つ受け取ります。 $\text{O}_2 + 4e^- \rightarrow 2\text{O}^{2-}$ （※全体の係数（$3\text{O}_2$）で考えると、$3\text{O}_2 + 12e^- \rightarrow 6\text{O}^{2-}$ となります） まとめると： 酸化された方：$\text{Al} \rightarrow \text{Al}^{3+} + 3e^-$ 還元された方：$\text{O}_2 + 4e^- \rightarrow 2\text{O}^{2-}$ これらの式が含まれている選択肢が正解です！
