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1[변리사 1차] 24년 1회차

다음은 산화-환원 반응에서 불균형 알짜 이온 반응식을 나타낸 것이다.
 $\mathrm{Fe(OH)_2(s)+MnO_4^-(aq)\ \rightarrow\ MnO_2(s)+Fe(OH)_3(s)}$ 
염기성 수용액에서 이 반응의 균형을 맞추었을 때, 1 mol의 Fe(OH) 2 (s)가 모두 반응하여 생성되는 OH - (aq)의 양(mol)은?

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해설

균형 반응식이 3Fe(OH)₂(s) + MnO₄^-(aq) + 2H₂O(l) → MnO₂(s) + 3Fe(OH)₃(s) + OH^-(aq)이므로, Fe(OH)₂ 1 mol이 모두 반응하면 OH^-은 1/3 mol 생성된다.
주어진 식에서 Fe는 Fe(OH)₂의 +2에서 Fe(OH)₃의 +3으로 전자 1개를 잃고, Mn은 MnO₄^-의 +7에서 MnO₂의 +4로 전자 3개를 얻는다.
주고받은 전자 수를 맞추려면 산화 반쪽을 3배 해야 하므로 Fe(OH)₂ : MnO₄^- = 3 : 1이다.
염기성 조건이므로 남는 H·O는 H₂O와 OH^-로 맞춘다. 좌변 전하가 -1이므로 우변에 OH^- 1개를 놓고, 이어서 산소·수소 수를 맞추면 좌변에 H₂O 2개가 필요하다.
따라서 Fe(OH)₂ 3 mol당 OH^- 1 mol이 나오므로 1 mol 기준으로는  $\dfrac{1}{3}\ \mathrm{mol}$ 이다.

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