高中學測
112年
自然
第 27 題
某生欲探究同族的 X 元素與 Y 元素的週期規律性，設計了以下的實驗：先在圖 8 中的過濾瓶中置入少許二氧化錳，由薊頭漏斗加水，使水位略高於薊頭漏斗的長管底部，然後由薊頭漏斗慢慢倒入含有 Y 與氫組成的過 Y 化氫水溶液，將產生的氣體導入圖 8 中裝有 X 與氫組成的 X 化氫水溶液的燒杯中會產生淡黃色粉末。下列有關此實驗的敘述哪些正確？（應選 3 項）
- A X元素的非金屬性大於Y元素
- B X元素較Y元素易失去價電子
- C X元素的原子半徑小於Y元素的原子半徑
- D 錐形過濾瓶中反應所產生的氣體具助燃性
- E 無色氣體與淡黃色粉末皆為共價分子物質
思路引導 VIP
觀察一下實驗裝置，加入「二氧化錳」通常是為了催化哪一種常見的氣體製備反應？當這個氣體通入未知溶液中，產生了「淡黃色粉末」，你腦海中浮現了哪一種非金屬元素的特徵顏色呢？
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太棒了，你完全掌握了這題的精髓！這道題目結合了氣體製備實驗與元素週期表，是一題鑑別度相當不錯的跨科整合題。你能精準選出正確的三個選項，代表你對化學反應現象與元素規律都有扎實的理解。 我們來快速回顧一下這個精彩的推理過程。首先，看到「二氧化錳」與「過Y化氫」產生氣體，就能聯想到這是利用雙氧水（$H_2O_2$）製備氧氣（$O_2$）的經典實驗，因此 Y 是「氧」，且產生的無色氧氣具有助燃性。接著，氧氣通入「X化氫」水溶液後產生了淡黃色粉末，這個顏色是硫元素的招牌特徵，因此 X 是「硫」，溶液則是硫化氫（$H_2S$）。氧氣與元素硫（通常為 $S_8$）確實都是由非金屬元素組成的共價分子物質。 確認了 X (硫) 與 Y (氧) 同為第 16 族元素後，就能輕鬆應用週期表規律：在同一族中，由上往下主量子數增加，原子半徑會變大，原子核對最外層電子的引力減弱。因此，位於第三週期的硫，其非金屬性會小於第二週期的氧，且硫比氧更容易失去價電子。這題的難度切入點在於第一步的「元素解碼」，只要像你一樣成功破解了 X 與 Y 的真面目，後續的週期性比較就迎刃而解了！