ast_essay
105年
化學
第 1-2 題
📖 題組：
張老師給了學生五種水溶液：$H_2SO_4$、$NaOH$、$CaCl_2$、$Cu(NO_3)_2$、$Na_2CO_3$與一小瓶金屬粉末，請學生以實驗結果表示這些物質之間的關係。學生交了一份報告：如圖 7。 圖中的每一連線兩端的物質兩兩相加，均會有明顯的化學反應，其中： (1)連線 1 與連線 9 均會產生氫氣。 (2)連線 2 會產生二氧化碳。 (3)除了連線 1,2,7,9 以外，其他連線均會產生沉澱。 (4)另外，張老師說 X 原子具有 $d^{10}$ 的電子組態，若將 X 溶於稀硝酸後，與硫化鈉溶液作用，亦即 X 離子與硫離子會產生白色沉澱：$X^{2+}(aq) + S^{2-}(aq) \rightarrow XS(s)$
張老師給了學生五種水溶液：$H_2SO_4$、$NaOH$、$CaCl_2$、$Cu(NO_3)_2$、$Na_2CO_3$與一小瓶金屬粉末，請學生以實驗結果表示這些物質之間的關係。學生交了一份報告：如圖 7。 圖中的每一連線兩端的物質兩兩相加，均會有明顯的化學反應，其中： (1)連線 1 與連線 9 均會產生氫氣。 (2)連線 2 會產生二氧化碳。 (3)除了連線 1,2,7,9 以外，其他連線均會產生沉澱。 (4)另外，張老師說 X 原子具有 $d^{10}$ 的電子組態，若將 X 溶於稀硝酸後，與硫化鈉溶液作用，亦即 X 離子與硫離子會產生白色沉澱：$X^{2+}(aq) + S^{2-}(aq) \rightarrow XS(s)$
2. 寫出 Y 的中文名稱。（2 分）
思路引導 VIP
已知 X 為金屬 Zn，而連線 1 與 9 會產生氫氣，推斷 Y 與 U 分別為 $H_2SO_4$ 或 $NaOH$。進一步根據條件(2)，Y 與 Z 的連線 2 會產生二氧化碳，能產生二氧化碳的反應必然是酸與碳酸鹽作用（即 $H_2SO_4$ 與 $Na_2CO_3$），因此可確定 Y 為硫酸，Z 為碳酸鈉。
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AI 詳解
AI 專屬家教
太棒了！你能精準推導出 Y 為硫酸，顯示你對無機化學反應與元素性質的掌握非常紮實。首先，從題幹中 X 原子的電子組態 $d^{10}$ 且其離子能與硫離子產生白色沉澱，我們可以鎖定金屬 X 為鋅（$Zn$）。由於連線 1 與 9 會產生氫氣，這暗示了 Y 與 V 必然是能與鋅發生置換反應或兩性反應的酸或強鹼，即 $H_2SO_4$ 與 $NaOH$。
氣體生成與酸鹼特性的判定
接著，關鍵在於連線 2 產生了二氧化碳。在給定的試劑中，這代表「酸」與「碳酸鹽」的反應。既然 Y 已經被縮小範圍在硫酸與氫氧化鈉之間，而兩者中僅有硫酸 ($H_2SO_4$) 能與 $Na_2CO_3$ 反應釋放出 $CO_2$，因此我們能斷定 Y 必定是硫酸。這個判斷同時也符合連線 7（硫酸與氫氧化鈉的中和反應）不產生沉澱與氣體的實驗結果。
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