سوال ۱۳ — سؤال ۱۳ امتحان نهایی شیمی ۳ — شهریور ۱۴۰۴

الف) واکنش (۱)؛ زیرا اکسیژن در محیط اسیدی اکسندهٔ قوی‌تری است (یا محیط اسیدی است).

ب) بازده بیشتر — ردپای کربن دی‌اکسید کمتر

پ) کاتد — روی (Zn)

ت) مولکول (۲)؛ چون قطبی است (یا پخش ابر الکترونی آن نامتقارن است).

الف) در خوردگی آهن، اکسیژن اکسنده است و آهن را اکسید می‌کند. هرچه پتانسیل کاهشی نیم‌واکنش اکسیژن بیشتر باشد، اکسیژن اکسندهٔ قوی‌تری است و آهن را سریع‌تر می‌خورد. نیم‌واکنش (۱) در محیط اسیدی (با یون $\mathrm{H^+}$) انجام می‌شود؛ چون خوردگی در محیط (۱) سریع‌تر است، پتانسیل کاهشی نیم‌واکنش (۱) بیشتر است.

ب) سلول سوختی انرژی شیمیایی سوخت را مستقیم به انرژی الکتریکی تبدیل می‌کند، پس بازده بیشتری از سوزاندن سوخت در نیروگاه دارد. همچنین کربن دی‌اکسید کمتری تولید می‌کند (ردپای کربن دی‌اکسید کمتر)؛ برای نمونه، فراوردهٔ سلول سوختی هیدروژن–اکسیژن فقط آب است.

پ) آهن سفید، آهنی است که لایه‌ای از روی رویش نشسته است. در آبکاری، جسمی که باید روکش بگیرد کاتد است؛ یون‌های فلز روکش در آن الکترون می‌گیرند و به صورت فلز روی جسم می‌نشینند:

پس الکترولیت باید کاتیون روی ($\mathrm{Zn^{2+}}$) داشته باشد.

ت) باریکهٔ مایع به سمت میلهٔ باردار خم شده است؛ پس مولکول‌های آن قطبی‌اند و در میدان الکتریکی جهت‌گیری می‌کنند. در نقشهٔ مولکول (۱)، بخش قرمز در وسط و دو بخش آبی به طور متقارن در دو سر است؛ پس بار به طور متقارن پخش شده و مولکول ناقطبی است. در مولکول (۲)، یک سر قرمز و سر دیگر آبی است؛ یعنی ابر الکترونی نامتقارن پخش شده و مولکول قطبی است. بنابراین باریکه از مولکول‌های ترکیب (۲) ساخته شده است.