مرداد ۱۴۰۵

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 — مرداد ۱۴۰۵

۱ بارم

شکل زیر نمای ذره‌ای بخشی از تیغه‌های فلزی سلول گالوانی منگنز–قلع (Mn−Sn\mathrm{Mn{-}Sn}) را نشان می‌دهد:

نمای ذره‌ای دو تیغهٔ فلزی؛ در دایرهٔ چپ، یک اتم از تیغهٔ منگنز (Mn) با پیکانی به یون Mn²⁺ در محلول تبدیل می‌شود و پیکان باریکی از درون تیغه به بیرون رسم شده است؛ در دایرهٔ راست، یک یون Sn²⁺ با پیکانی به تیغهٔ قلع (Sn) می‌پیوندد و پیکان باریکی از بیرون به درون تیغه رسم شده است

آ) جهت جریان الکترون‌ها به سمت کدام الکترود (Mn\mathrm{Mn} یا Sn\mathrm{Sn}) است؟

ب) کدام الکترود نقش آند را دارد؟

پ) جهت حرکت آنیون‌ها از دیوارهٔ متخلخل سلول، به سمت کدام نیم‌سلول (Mn\mathrm{Mn} یا Sn\mathrm{Sn}) است؟

ت) نیم‌واکنش انجام‌شده در قطب مثبت سلول گالوانی را بنویسید.

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

آ) Sn\mathrm{Sn} (قلع)

ب) Mn\mathrm{Mn} (منگنز)

پ) Mn\mathrm{Mn} (منگنز)

ت) Sn2++2e−→Sn\mathrm{Sn^{2+} + 2e^- \rightarrow Sn}

راه‌حل قدم‌به‌قدم

از شکل پیداست که اتم‌های تیغهٔ منگنز به صورت یون Mn2+\mathrm{Mn^{2+}} وارد محلول می‌شوند؛ یعنی منگنز الکترون از دست می‌دهد و اکسید می‌شود. در تیغهٔ قلع، یون‌های Sn2+\mathrm{Sn^{2+}} از محلول روی تیغه می‌نشینند؛ یعنی الکترون می‌گیرند و کاهش می‌یابند.

آ) الکترون‌هایی که در تیغهٔ منگنز آزاد می‌شوند، از راه سیم بیرونی به تیغهٔ قلع می‌روند تا یون‌های Sn2+\mathrm{Sn^{2+}} آن‌ها را بگیرند. پس جهت جریان الکترون‌ها به سمت الکترود Sn\mathrm{Sn} است.

ب) آند الکترودی است که در آن اکسایش رخ می‌دهد؛ پس منگنز آند است.

پ) در نیم‌سلول منگنز، یون‌های مثبت Mn2+\mathrm{Mn^{2+}} تولید می‌شوند و بار مثبت محلول زیاد می‌شود. برای خنثی ماندن محلول، آنیون‌ها از دیوارهٔ متخلخل به سمت نیم‌سلول Mn\mathrm{Mn} (آند) حرکت می‌کنند.

ت) قطب مثبت سلول گالوانی کاتد است؛ یعنی تیغهٔ قلع که در آن کاهش رخ می‌دهد:

Sn2+(aq)+2e−→Sn(s)\mathrm{Sn^{2+}(aq) + 2e^- \rightarrow Sn(s)}
این پاسخ مفید بود؟