شهریور ۱۴۰۵، نوبت صبح

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 ۵ — سؤال ۵ امتحان نهایی شیمی ۳ — شهریور ۱۴۰۵، نوبت صبح

۱.۵ بارم

به پرسش‌های زیر پاسخ دهید.

الف) در شکل زیر، ذره‌های موجود در کدام مخلوط (۱ یا ۲)، نور را پخش می‌کنند؟ چرا؟

دو لیوان شیشه‌ای کنار هم که نور یک چراغ‌قوه از سمت راست از آن‌ها می‌گذرد؛ مخلوط (۱) در سمت راست شفاف است و در مخلوط (۲) در سمت چپ مسیر نور به صورت لکه‌ای روشن دیده می‌شود

ب) برای پیشگیری از خوردگی لولهٔ آهنی، به جای فلز M، کدام فلز داده‌شده در تماس با آهن قرار می‌گیرد؟ چرا؟

یک لولهٔ آهنی زیر خاک که با یک سیم به میله‌ای از فلز M وصل شده است
E∘(Ni2+/Ni)=−0.25 VE^\circ(\mathrm{Ni^{2+}/Ni}) = -0.25\ \mathrm{V} E∘(Fe2+/Fe)=−0.44 VE^\circ(\mathrm{Fe^{2+}/Fe}) = -0.44\ \mathrm{V} E∘(Mg2+/Mg)=−2.37 VE^\circ(\mathrm{Mg^{2+}/Mg}) = -2.37\ \mathrm{V}

پ) نقشهٔ پتانسیل الکتروستاتیکی داده‌شده، کدام یک از مولکول‌های SO2\mathrm{SO_2} یا H2O\mathrm{H_2O} را نشان می‌دهد؟ دلیل بنویسید.

نقشهٔ پتانسیل الکتروستاتیکی یک مولکول خمیده سه‌اتمی؛ اتم مرکزی با برچسب آبی و دو اتم کناری با برچسب سرخ
دیدن پاسخپاسخ این سوال همراه با حل تشریحی و نکات آموزشی
در یک قدمی شماست!
پاسخ تشریحیبستن پاسخ

الف) مخلوط (۲)؛ زیرا ذره‌های موجود در مخلوط ۲ (کلوئید) درشت‌تر از ذره‌های موجود در مخلوط ۱ (محلول) هستند و به همین دلیل نور را پخش می‌کنند. (یا: ذره‌های موجود در مخلوط ۲ به اندازه‌ای درشت هستند که بتوانند نور را پخش کنند.)

ب) منیزیم (Mg)؛ زیرا Mg از Fe کاهنده‌تر است. (یا: Mg نسبت به Fe، E∘E^\circ کوچک‌تری دارد؛ یا: در جدول پتانسیل کاهشی استاندارد، Mg نسبت به Fe پایین‌تر قرار دارد.)

پ) SO2\mathrm{SO_2} (گوگرد دی‌اکسید)؛ زیرا اتم گوگرد نسبت به اکسیژن خاصیت نافلزی کمتری دارد و تراکم بار الکتریکی در اطراف آن کمتر است. (یا: اتم اکسیژن نسبت به گوگرد خاصیت نافلزی بیشتری دارد.)

راه‌حل قدم‌به‌قدم

الف) مخلوط (۲). در شکل، نور چراغ‌قوه از هر دو ظرف می‌گذرد، اما فقط در مخلوط (۲) مسیر نور به صورت ناحیه‌ای روشن دیده می‌شود. مخلوط (۱) یک محلول است؛ ذره‌های آن (یون‌ها یا مولکول‌ها) آن‌قدر ریزند که نور را پخش نمی‌کنند و مخلوط شفاف دیده می‌شود. مخلوط (۲) یک کلوئید است؛ ذره‌هایش درشت‌ترند و نور را در جهت‌های گوناگون پخش می‌کنند، و به همین دلیل مسیر نور در آن دیده می‌شود.

ب) منیزیم. برای حفاظت از آهن، فلزی را به آن وصل می‌کنند که از آهن کاهنده‌تر باشد، یعنی E∘E^\circ کوچک‌تری داشته باشد. این فلز به جای آهن اکسید می‌شود و خورده می‌شود و آهن سالم می‌ماند.

  • E∘E^\circ نیکل (−0.25-0.25 ولت) از آهن (−0.44-0.44 ولت) بزرگ‌تر است؛ پس نیکل کاهندگی کمتری از آهن دارد و نمی‌تواند از آن محافظت کند.
  • E∘E^\circ منیزیم (−2.37-2.37 ولت) از آهن کوچک‌تر است؛ پس منیزیم کاهنده‌تر است و پیش از آهن اکسید می‌شود.

بنابراین به جای M باید منیزیم قرار بگیرد.

پ) SO2\mathrm{SO_2}. در نقشهٔ پتانسیل الکتروستاتیکی، ناحیهٔ سرخ جایی است که بار منفی (چگالی الکترون) بیشتری دارد و ناحیهٔ آبی جایی است که بار مثبت جزئی دارد. در این شکل، اتم مرکزی آبی و دو اتم کناری سرخ‌اند؛ یعنی اتم مرکزی خاصیت نافلزی (الکترون‌کشی) کمتری از اتم‌های کناری دارد.

  • در SO2\mathrm{SO_2} اتم مرکزی گوگرد است که خاصیت نافلزی کمتری از اکسیژن دارد؛ پس الکترون‌ها به سمت دو اکسیژن کناری کشیده می‌شوند: مرکز آبی و دو طرف سرخ. این با شکل جور است.
  • در H2O\mathrm{H_2O} اتم مرکزی اکسیژن است که خاصیت نافلزی بیشتری از هیدروژن دارد؛ پس مرکز مولکول سرخ و دو اتم کناری (هیدروژن‌ها) آبی می‌شدند.

پس شکل مربوط به SO2\mathrm{SO_2} است.

این پاسخ مفید بود؟