مرداد ۱۴۰۳

امتحان نهایی شیمی ۳

سوالات و پاسخ‌های تشریحی امتحان نهایی شیمی ۳
همراه با بارم‌بندی و نکات کلیدی

۲۰ بارم کل۱۶ تعداد سوال۱۲۰ دقیقه زماندانلود PDF

سوال ۸ — سؤال ۸ امتحان نهایی شیمی ۳ — مرداد ۱۴۰۳

۰.۷۵ بارم

پتانسیل کاهشی استاندارد برخی نیم‌سلول‌ها در جدول داده شده است:

نیم‌واکنش کاهشE∘ (V)E^\circ\ (\mathrm{V})
Au3+(aq)+3e−→Au(s)\mathrm{Au^{3+}(aq) + 3e^- \rightarrow Au(s)}+1.50+1.50
Ag+(aq)+e−→Ag(s)\mathrm{Ag^+(aq) + e^- \rightarrow Ag(s)}+0.80+0.80
Zn2+(aq)+2e−→Zn(s)\mathrm{Zn^{2+}(aq) + 2e^- \rightarrow Zn(s)}−0.76-0.76
Al3+(aq)+3e−→Al(s)\mathrm{Al^{3+}(aq) + 3e^- \rightarrow Al(s)}−1.66-1.66

الف) با قرار دادن کدام فلز درون محلول محتوی Ag+(aq)\mathrm{Ag^+(aq)}، دمای محلول تغییر نمی‌کند؟

ب) در شرایط یکسان، قدرت کاهندگی کدام گونه بیشترین است؟

ج) در واکنش Al(s)\mathrm{Al(s)} با Zn2+(aq)\mathrm{Zn^{2+}(aq)} چند الکترون مبادله می‌شود؟

دیدن پاسخپاسخ این سوال همراه با حل تشریحی و نکات آموزشی
در یک قدمی شماست!
پاسخ تشریحیبستن پاسخ

الف) طلا یا Au

ب) آلومینیم یا Al

ج) ۶ الکترون (یا 6e−6e^-)

راه‌حل قدم‌به‌قدم

الف) اگر فلزی با یون‌های Ag+\mathrm{Ag^+} واکنش بدهد، واکنش گرماده است و دمای محلول بالا می‌رود. فلزی با Ag+\mathrm{Ag^+} واکنش می‌دهد که E∘E^\circ آن از نقره (+0.80 V+0.80\ \mathrm{V}) کمتر باشد؛ یعنی روی و آلومینیم. اما E∘E^\circ طلا (+1.50 V+1.50\ \mathrm{V}) از نقره بیشتر است، پس طلا نمی‌تواند یون‌های نقره را کاهش دهد، واکنشی انجام نمی‌شود و دما ثابت می‌ماند. پاسخ: طلا (Au).

ب) هرچه E∘E^\circ کاهشی کمتر باشد، فلز راحت‌تر الکترون می‌دهد و کاهندهٔ قوی‌تری است. کمترین E∘E^\circ در جدول مربوط به آلومینیم (−1.66 V-1.66\ \mathrm{V}) است؛ پس Al(s)\mathrm{Al(s)} قوی‌ترین کاهنده است.

ج) هر اتم آلومینیم ۳ الکترون می‌دهد و هر یون روی ۲ الکترون می‌گیرد. کوچک‌ترین مضرب مشترک ۲ و ۳ عدد ۶ است؛ پس دو اتم Al و سه یون Zn2+\mathrm{Zn^{2+}} در واکنش شرکت می‌کنند:

2Al(s)+3Zn2+(aq)→2Al3+(aq)+3Zn(s)\mathrm{2Al(s) + 3Zn^{2+}(aq) \rightarrow 2Al^{3+}(aq) + 3Zn(s)}

در این واکنش ۶ الکترون مبادله می‌شود.

این پاسخ مفید بود؟