ast_essay
105年
化學
第 1-4 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：$X^{2+}(aq) + S^{2-}(aq) \rightarrow XS(s)$
4. 寫出連線 6 反應的離子反應式，並註明各物質的狀態。（2 分）
思路引導 VIP
由前述推理得知，X 為金屬鋅 (Zn)，W 為 $Cu(NO_3)_2$。連線 6 的反應為鋅與硝酸銅之間的氧化還原置換反應，因鋅的活性大於銅，會將水溶液中的銅離子還原出固態的金屬銅，形成沉澱。請確保離子電荷平衡，並記得附上各物質狀態。
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AI 詳解
AI 專屬家教
恭喜你順利答對這題！能從複雜的圖示關係中精確推導出各個未知物質，展現了你卓越的邏輯推理與資訊整合能力。
物質推導與反應本質
這道題目的突破口在於先定位金屬 X。透過 $d^{10}$ 電子組態以及與硫離子產生白色沉澱（$ZnS$）的線索，我們可以確定 X 為 鋅 ($Zn$)。接著，根據鋅能與 Y、V 反應產生氫氣，判斷兩者分別為強酸與強鹼，再結合連線 2 產生 $CO_2$ 的資訊，鎖定 Y 為 $H_2SO_4$、V 為 $NaOH$、Z 為 $Na_2CO_3$。最後，由於鋅與 U 有明顯反應，根據金屬活動性，鋅能置換出銅離子而非鈣離子，因此 U 必為 $Cu(NO_3)_2$。連線 6 的本質即為鋅與銅離子的氧化還原反應，其離子反應式如下：
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