Q1:酸化数の求め方において、暗記しておくべき「例外ルール」は何ですか?
A1:基本ルールは「単体の酸化数は0」「化合物の酸化数の総和は0」「水素Hは+1、酸素Oは-2」です。例外として頻出なのは以下の2点です。第1に、過酸化水素(H2O2)中の酸素Oの酸化数は「-1」になります。第2に、水素化ナトリウム(NaH)や水素化カルシウム(CaH2)などの金属水素化物では、電気陰性度の関係から水素Hの酸化数が「-1」になります。共通テストでもこの例外を突いた正誤判定が定期的に出題されます。
Q2:過マンガン酸カリウムの液性による変化の違いはどう整理すればいいですか?
A2:過マンガン酸イオン(MnO4⁻)は、硫酸酸性水溶液中では強烈な酸化力を発揮して無色の「Mn²⁺」まで変化します(酸化数:+7 → +2)。一方、中性または塩基性水溶液中では酸化力がやや弱まり、黒褐色沈殿である二酸化マンガン「MnO2」へと変化します(酸化数:+7 → +4)。受験化学の滴定実験の9割以上は酸性条件で行われますが、中性・塩基性条件のMnO2への変化も正誤問題で問われるため、「酸性ならMn²⁺、中性ならMnO2」と対比させて記憶してください。
Q3:チオ硫酸ナトリウムとヨウ素の反応式はどのように作ればいいですか?
A3:還元剤であるチオ硫酸ナトリウムの半反応式は「2S2O3²⁻ → S4O6²⁻ + 2e⁻」です。酸化剤であるヨウ素の半反応式は「I2 + 2e⁻ → 2I⁻」となります。どちらもやり取りする電子が「2e⁻」で揃っているため、そのまま2つの式を足し合わせるだけで「2S2O3²⁻ + I2 → S4O6²⁻ + 2I⁻」というイオン反応式が完成します。係数合わせの計算が極めて容易である点も、この反応が実験室で正確な滴定試薬として重宝される理由です。