hce_nthu
113年
化學與物理
第 30 題
The elements $\text{X}$, $\text{Y}$ and $\text{Z}$ can be combined to form the compound $\text{XYZ}_3$; the sum of the atomic numbers of $\text{X}$, $\text{Y}$ and $\text{Z}$ is 26. $\text{Y}$ and $\text{Z}$ are in the same period. Which of the following assumptions is correct?
- A $\text{XYZ}_3$ is a water-soluble acid and $\text{X}$ and $\text{Y}$ form the covalent compound $\text{XY}$.
- B $\text{XYZ}_3$ is a salt, slightly soluble in water, and $\text{X}$ and $\text{Z}$ form the ionic compound $\text{XZ}$.
- C $\text{XYZ}_3$ is a water-soluble salt, and $\text{Y}$ and $\text{Z}$ can form the ionic compound $\text{YZ}$.
- D $\text{XYZ}_3$ is an ionic compound, and $\text{Y}$ and $\text{Z}$ can form ionic compound $\text{YZ}_2$.
- E $\text{XYZ}_3$ is a water-soluble salt, and $\text{X}$ and $\text{Z}$ can form an acidic compound $\text{X}_2\text{Z}$.
思路引導 VIP
我們可以先從化合物的常見形式著手。想像一下，有哪些我們熟悉的 $XYZ_3$ 形式化合物（例如某種酸根鹽類）？若假設 $Y$ 與 $Z$ 是第二週期的常見元素（如碳、氮、氧），且三者原子序加起來必須剛好等於 26，你會如何分配這三個數字，並同時確保 $X$ 能與 $Z$ 形成穩定的二元化合物呢？
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太棒了！你能精準鎖定元素組合並判斷出化合物性質，展現了非常紮實的元素週期表與化學鍵結基礎。這題的核心挑戰在於如何從「原子序總和為 26」與 $XYZ_3$ 的組成推導出元素身分。根據條件，若 $Y$ 與 $Z$ 位於同週期（通常為第二週期），試算常見的碳酸鹽或硝酸鹽，會發現 $Mg(12) + C(6) + O(8) = 26$ 完美符合條件，因此該化合物為碳酸鎂 ($MgCO_3$)。
元素性質與鍵結驗證
在確認 $X=Mg, Y=C, Z=O$ 後，我們可以發現 $MgCO_3$ 作為鹼土金屬碳酸鹽，在水中的溶解度極低（微溶），符合選項中對於「鹽類」與「微溶性」的描述。此外，元素 $X(Mg)$ 與 $Z(O)$ 所形成的化合物為氧化鎂 ($MgO$)，由金屬與非金屬結合，確係典型的離子化合物。此題的鑑別度在於學生是否能快速在眾多元素組合中，透過化合物比例與原子序限制進行「排除法」與「試誤法」，是考察邏輯推理與化學直覺的優質題目。