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1[화학분석기사 필기] 18년 2회차

다음 산화환원 반응이 산성용액에서 일어난다고 가정할 때, (1), (2), (3), (4)에 알맞은 숫자를 순서대로 나열한 것은?
 $\mathrm{H_3AsO_4(aq)} + (1)\mathrm{H^+(aq)} + (2)\mathrm{Zn(s)} \rightarrow \mathrm{AsH_3(g)} + (3)\mathrm{H_2O}(\ell) + (4)\mathrm{Zn^{2+}(aq)}$

8, 16, 4, 16

8, 4, 4, 3

6, 3, 3, 3

8, 4, 4, 4

해설

산성 용액에서 비소는 H3AsO4(As 산화수 +5)에서 AsH3(As 산화수 -3)로 8개의 전자를 얻는 환원이 일어나고, Zn(0)은 Zn2+(+2)로 2개의 전자를 잃는 산화가 일어난다. 전자 수를 맞추려면 As 1개당 Zn 4개가 필요하다.

산소 원자 수를 맞추면 H3AsO4의 산소 4개가 모두 H2O로 가야 하므로 물은 4분자 생성된다. 우변의 수소는 H2O의 8개와 AsH3의 3개를 합쳐 11개인데, 좌변의 H3AsO4가 이미 3개를 갖고 있으므로 나머지 8개를 H+가 공급해야 한다.

전하 균형으로도 확인할 수 있다. 좌변은 H+ 8개로 총 +8, 우변은 Zn2+ 4개로 총 +8이 되어 균형이 맞는다. 따라서 (1),(2),(3),(4)는 각각 8, 4, 4, 4이다.

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