الكيمياء
الأكسدة والاختزال والكيمياء الكهربائية
- 1.
في Mg -> Mg^2+ + 2e^-، حدّد أكسدة أو اختزالاً واشرح باستخدام الإلكترونات.
[3 درجة] · بدون آلة حاسبةشرح الإجابة
الشروح الإرشادية مبنية على نقاط التصحيح وليست اشتقاقات متحققاً منها بصورة مستقلة.
- تغادر الإلكترونات الذرة لأنها في جانب النواتج. فقد الإلكترونات وارتفاع عدد التأكسد وصفان متكافئان لهذا التغير.
نقاط التصحيح
- إنها أكسدة.
- يفقد المغنيسيوم إلكترونات.
- يزداد عدد تأكسده من صفر إلى +2.
ملاحظة الفاحص: تكوين أيون موجب ليس اختزالاً لمجرد وجود إلكترونات في المعادلة.
- 2.
اشرح دور الجسر الملحي في خلية جلفانية ولماذا لا تمر الإلكترونات عبره.
[3 درجة] · بدون آلة حاسبةشرح الإجابة
الشروح الإرشادية مبنية على نقاط التصحيح وليست اشتقاقات متحققاً منها بصورة مستقلة.
- دون هجرة أيونية تعارض الشحنة المتراكمة استمرار تفاعلات الأقطاب. يوفر الجسر تياراً أيونياً والسلك تياراً إلكترونياً.
نقاط التصحيح
- تتحرك الأيونات بين الجسر ونصفي الخلية.
- يحفظ ذلك توازن الشحنة ويكمل الدائرة الداخلية.
- تتدفق الإلكترونات عبر الدائرة المعدنية الخارجية بدلاً منه.
ملاحظة الفاحص: تجنب القول إن الجسر ينقل الإلكترونات أو يمزج المحلولين بالكامل.
- 3.
وازن MnO4^- -> Mn^2+ كنصف معادلة اختزال في محلول حمضي.
[3 درجة] · بدون آلة حاسبةشرح الإجابة
الشروح الإرشادية مبنية على نقاط التصحيح وليست اشتقاقات متحققاً منها بصورة مستقلة.
- وازن الذرات قبل الشحنة. شحنة اليسار دون إلكترونات +7 واليمين +2، لذا يجب إضافة خمسة إلكترونات لليسار.
نقاط التصحيح
- أضف 4H2O للنواتج لموازنة الأكسجين.
- أضف 8H+ للمتفاعلات لموازنة الهيدروجين.
- MnO4^- + 8H+ + 5e^- -> Mn^2+ + 4H2O.
ملاحظة الفاحص: لا تضف OH- في طريقة الموازنة الحمضية.
- 4.
جهدا الاختزال القياسيان Cu^2+/Cu = +0.34 V وZn^2+/Zn = -0.76 V. احسب جهد الخلية القياسي واكتب التفاعل الكلي التلقائي.
[3 درجة]شرح الإجابة
الشروح الإرشادية مبنية على نقاط التصحيح وليست اشتقاقات متحققاً منها بصورة مستقلة.
- استخدم جهد الاختزال الأكثر إيجابية للكاثود. اطرح جهد اختزال الأنود المدرج بدلاً من جمع القيمتين المدرجتين.
نقاط التصحيح
- تُختزل أيونات النحاس ويتأكسد الزنك.
- Ecell = 0.34 - (-0.76) = 1.10 V.
- Zn + Cu^2+ -> Zn^2+ + Cu.
ملاحظة الفاحص: لا تضرب جهود الأقطاب عند موازنة أعداد الإلكترونات.
- 5.
يمر تيار 1.93 A مدة 1000 s في محلول Cu^2+. بافتراض كفاءة تيار 100%، احسب كتلة النحاس المترسبة باستخدام F = 96500 C mol^-1 وM(Cu) = 63.5 g mol^-1.
[4 درجة]شرح الإجابة
الشروح الإرشادية مبنية على نقاط التصحيح وليست اشتقاقات متحققاً منها بصورة مستقلة.
- طبّق Q = It ثم n(e) = Q/F. تعطي معادلة الكاثود Cu^2+ + 2e^- -> Cu عامل الاثنين قبل تحويل مولات المعدن إلى كتلة.
نقاط التصحيح
- الشحنة = 1930 C.
- كمية الإلكترونات = 0.0200 mol.
- كمية النحاس = 0.0100 mol لأن كل أيون يحتاج إلكترونين.
- كتلة النحاس = 0.635 g.
ملاحظة الفاحص: يحوّل ثابت فاراداي الشحنة إلى مولات إلكترونات لا إلى مولات معدن مباشرة.
- 6.
يتنبأ جهد خلية قياسي موجب بإمكانية الحدوث، لكن جسم الحديد قد يتآكل ببطء في هواء جاف. اشرح لماذا لا يتنبأ الجهد القياسي وحده بسرعة التآكل الفعلية.
[4 درجة] · بدون آلة حاسبةشرح الإجابة
الشروح الإرشادية مبنية على نقاط التصحيح وليست اشتقاقات متحققاً منها بصورة مستقلة.
- القوة الدافعة للأكسدة والاختزال شرط واحد فقط. يحتاج التآكل المستمر عمليات أقطاب مترابطة ونقل شحنة؛ وقد تعيق إزالة الرطوبة الجزء الأيوني من الدائرة.
نقاط التصحيح
- تصف الجهود القياسية الميل الديناميكي الحراري تحت شروط قياسية.
- تختلف التراكيز الفعلية وشروط السطح.
- تحد الظروف الجافة مسار الإلكتروليت اللازم لنقل الشحنة الأيونية.
- قد تحد حواجز التنشيط أو أغشية السطح السرعة رغم إمكانية الأكسدة.
ملاحظة الفاحص: افصل إمكانية الحدوث الحرارية عن القيود الحركية وقيود النقل.
نقاط التصحيح استرشادية وليست سلم تصحيح رسمي. تُقبل الطرق الصحيحة المكافئة والتفسيرات المدعومة التي تجيب عن المطلوب؛ امنح كل درجة مرة واحدة دون اشتراط مطابقة كلمات الإجابة النموذجية.