سوال ۷۶ شیمی کنکور ریاضی ۱۴۰۳ نوبت اول با پاسخ تشریحی

گام اول: فرمول آلومینیم سولفات را می‌نویسیم.
طبق کتاب، فرمول ترکیب یونی باید طوری نوشته شود که مجموع بارهای مثبت و منفی آن برابر باشد؛ همچنین، هر یون چنداتمی را یک یون می‌شماریم، نه به تعداد اتم‌های سازنده‌اش (شیمی ۱، صفحه‌های ۹۱–۹۲).

یون‌های سازندهٔ آلومینیم سولفات، $\mathrm{Al^{3+}}$ و $\mathrm{SO_4^{2-}}$ هستند. برای خنثی‌شدن بارها، دو کاتیون آلومینیم و سه آنیون سولفات لازم است:
$\mathrm{Al_2(SO_4)_3}$
بنابراین نسبت موردنظر و سه برابر آن عبارت‌اند از:
$\dfrac{N_{\text{کاتیون}}}{N_{\text{آنیون}}}=\dfrac{2}{3}$
$3\times\dfrac{2}{3}=2$
پس باید ترکیبی را پیدا کنیم که در تشکیل هر واحد فرمولی آن، دو الکترون مبادله شود.

گام دوم: روش شمارش الکترون‌ها را مشخص می‌کنیم.
در این نوع پرسش، شمار الکترون‌های مبادله‌شده از مجموع بار مثبت کاتیون‌های یک واحد فرمولی به دست می‌آید. الکترون ازدست‌رفته و الکترون گرفته‌شده، همان الکترون مبادله‌شده است؛ بنابراین این دو را با هم جمع نمی‌کنیم.

گام سوم: گزینه‌ها را بررسی می‌کنیم.

• سدیم کربنات: بار یون‌های سدیم و کربنات به‌ترتیب $\mathrm{Na^+}$ و $\mathrm{CO_3^{2-}}$ است (شیمی ۱، صفحهٔ ۸۷). پس فرمول ترکیب $\mathrm{Na_2CO_3}$ است. دو اتم سدیم، هرکدام یک الکترون از دست می‌دهند:

$N_e=2\times1=2$
این مقدار با مقدار خواسته‌شده برابر است.

• کبالت $(\mathrm{III})$ اکسید: یون‌های آن $\mathrm{Co^{3+}}$ و $\mathrm{O^{2-}}$ و فرمول آن $\mathrm{Co_2O_3}$ است؛ بنابراین:

$N_e=2\times3=6$

• پتاسیم استات: از یون‌های $\mathrm{K^+}$ و $\mathrm{CH_3COO^-}$ تشکیل شده و فرمول آن $\mathrm{CH_3COOK}$ است؛ بنابراین:

$N_e=1\times1=1$

• لیتیم فرمات: از یون‌های $\mathrm{Li^+}$ و $\mathrm{HCOO^-}$ تشکیل شده و فرمول آن $\mathrm{HCOOLi}$ است؛ بنابراین:

$N_e=1\times1=1$

در نتیجه، تنها سدیم کربنات شرط سؤال را دارد.
پاسخ: گزینهٔ ۱