سوال ۲۶۴ · شیمی
کنکور تجربی ۱۳۹۸ · سوال ۲۶۴ · کلید رسمی سازمان سنجش
شیمی · شیمی ۳ · فصل ۲: آسایش و رفاه در سایهٔ شیمی
کدام موارد از مطالب زیر، دربارهٔ واکنش: ، درست است؟
آ) نقره در آن، اکسید شده است.
ب) در آن، گونهٔ کاهنده است.
پ) ، آند و ، کاتد آن است.
ت) به باتری دکمهای «روی ــ نقره» مربوط است.
نمایش پاسخ و پاسخ تشریحی
پاسخ درست: گزینهٔ ۲ (کلید رسمی سازمان سنجش)
پاسخ تشریحی
برای بررسی عبارتها، ابتدا تغییر عدد اکسایش روی و نقره را تعیین میکنیم.
گام اول: تعیین عددهای اکسایش
عدد اکسایش هر عنصر در حالت آزاد برابر است. همچنین عدد اکسایش اکسیژن در و برابر است؛ بنابراین:
در ، عدد اکسایش روی برابر است و تغییر آن چنین است:
در ، مجموع عددهای اکسایش دو اتم نقره باید برابر باشد؛ پس عدد اکسایش هر اتم نقره برابر است:
گام دوم: بررسی عبارتهای «آ» و «ب»
روی با افزایش عدد اکسایش، الکترون از دست میدهد و اکسایش مییابد؛ در مقابل، نقره با کاهش عدد اکسایش، الکترون میگیرد و کاهش مییابد. طبق تعریف کتاب، دهندهٔ الکترون کاهنده و گیرندهٔ الکترون اکسنده است (شیمی ۳، صفحهٔ ۴۰).
پس عبارت «آ» نادرست است؛ زیرا نقره کاهش یافته، نه اکسایش. عبارت «ب» نیز نادرست است؛ زیرا گونهٔ اکسنده و گونهٔ کاهنده است.
گام سوم: بررسی عبارت «پ»
در سلول الکتروشیمیایی، اکسایش در آند و کاهش در کاتد رخ میدهد. چون روی اکسایش مییابد، الکترود روی آند است؛ همچنین کاهش نقرهٔ موجود در در کاتد انجام میشود. بنابراین عبارت «پ»، با منظور گرفتن بهعنوان مادهٔ فعال کاتد، درست است.
گام چهارم: بررسی عبارت «ت»
کتاب در تمرین ششم، همین واکنش را برای باتری دکمهای روی ــ نقره آورده است؛ بنابراین عبارت «ت» نیز درست است (شیمی ۳، صفحهٔ ۶۳).
در نتیجه، فقط عبارتهای «پ» و «ت» درستاند.
پاسخ: گزینهٔ ۲
چرا گزینههای دیگر نادرستاند
- گزینهٔ ۱: این گزینه ممکن است با اشتباه گرفتن اکسایش و کاهش نقره انتخاب شود. عدد اکسایش نقره از به میرسد؛ پس نقره کاهش یافته و عبارت «آ» نادرست است؛ همچنین عبارت درست «پ» در این گزینه نیامده است.
- گزینهٔ ۳: این انتخاب معمولاً از جابهجا دانستن مفهوم اکسنده و کاهنده ناشی میشود. نقره کاهش مییابد و پذیرندهٔ الکترون و اکسنده است؛ بنابراین هر دو عبارت «آ» و «ب» نادرستاند.
- گزینهٔ ۴: ممکن است دانشآموز جایگاه آند و کاتد را درست تشخیص دهد، اما گونهای را که کاهش مییابد، کاهنده بنامد. با گرفتن الکترون کاهش مییابد و اکسنده است؛ پس عبارت «ب» نباید در مجموعهٔ عبارتهای درست باشد.
راهنمایی قدمبهقدم (پیش از دیدن پاسخ)
- تعریف اکسایش، کاهش، اکسنده و کاهنده را از شیمی ۳، صفحهٔ ۴۰ مرور کنید؛ سپس به تغییر عدد اکسایش فلزها در واکنش توجه کنید.
- عدد اکسایش فلز آزاد صفر است و اکسیژن در این دو اکسید، عدد اکسایش دارد. با استفاده از خنثی بودن ترکیبها، عدد اکسایش روی و نقره را در دو طرف واکنش مقایسه کنید.
- اکسایش در آند و کاهش در کاتد رخ میدهد؛ گونهای هم که الکترون میگیرد، اکسنده است، نه کاهنده. برای بررسی نوع باتری، واکنش سؤال را با تمرین ششم صفحهٔ ۶۳ تطبیق دهید.