چند مورد از مطالب زیر درست است؟ یون \mathrm{Fe^{2+}} یکی از سازندههای زنگ آهن است. واکنش فلز مس با آهن(II) اکسید، انجامناپذیر است. نمک به دست آمده از واکنش هیدروکلریک اسید با فلز آهن و زنگ آهن، یکسان است. از واکنش ۰/۰۵ مول آهن(III) کلرید با سدیم هیدروکسید کافی، ۵/۳۵ گرم رسوب تشکیل میشود. (\mathrm{H=1,O=16,Fe=56:g.mol^{-1}}) \mathrm{FeCl_3(aq)+NaOH(aq)\rightarrow Fe(OH)_3(s)+NaCl(aq)} (معادلهٔ واکنش موازنه شود.)

سوال ۲۴۹ شیمی کنکور تجربی ۱۳۹۹ با پاسخ تشریحی

سوال ۲۴۹ دفترچهٔ اختصاصی کنکور تجربی ۱۳۹۹، با کلید رسمی سازمان سنجش. پاسخ تشریحی، دلیل نادرستی گزینه‌های دیگر و راهنمایی‌ها را هوش مصنوعی 1xAi بر پایهٔ همین کلید و متن کتاب درسی نوشته است.

سوال ۲۴۹ · شیمی

کنکور تجربی ۱۳۹۹ · سوال ۲۴۹ · کلید رسمی سازمان سنجش

شیمی · شیمی ۲ · فصل ۱: قدر هدایای زمینی را بدانیم

چند مورد از مطالب زیر درست است؟

یون $\mathrm{Fe^{2+}}$ یکی از سازنده‌های زنگ آهن است.
واکنش فلز مس با آهن(II) اکسید، انجام‌ناپذیر است.
نمک به دست آمده از واکنش هیدروکلریک اسید با فلز آهن و زنگ آهن، یکسان است.
از واکنش ۰/۰۵ مول آهن(III) کلرید با سدیم هیدروکسید کافی، ۵/۳۵ گرم رسوب تشکیل می‌شود.

( $\mathrm{H=1,O=16,Fe=56:g.mol^{-1}}$ )
$\mathrm{FeCl_3(aq)+NaOH(aq)\rightarrow Fe(OH)_3(s)+NaCl(aq)}$ (معادلهٔ واکنش موازنه شود.)

گزینهٔ ۱: ۱
گزینهٔ ۲: ۲
گزینهٔ ۳: ۳
گزینهٔ ۴: ۴

نمایش پاسخ و پاسخ تشریحی

پاسخ درست: گزینهٔ ۲ (کلید رسمی سازمان سنجش)

پاسخ تشریحی

هر عبارت را جداگانه بررسی می‌کنیم.

عبارت اول ـ نادرست: در کاوش شناسایی زنگ آهن، زنگ را در هیدروکلریک اسید حل می‌کنند و سپس با افزودن سدیم هیدروکسید، رسوب حاصل را با رسوب‌های شناخته‌شدهٔ یون‌های آهن مقایسه می‌کنند. نتیجه نشان می‌دهد که یون آهن موجود در زنگ آهن، $\mathrm{Fe^{3+}}$ است، نه $\mathrm{Fe^{2+}}$ ؛ بنابراین در چارچوب مدل کتاب درسی، عبارت اول نادرست است. (شیمی ۲، صفحه‌های ۱۹–۲۰)

عبارت دوم ـ درست: آزمایش قرار دادن میخ آهنی در محلول مس(II) سولفات نشان می‌دهد که آهن می‌تواند مس را از ترکیب آن خارج کند؛ پس آهن از مس واکنش‌پذیرتر است:
$\mathrm{Fe(s)+CuSO_4(aq)\rightarrow FeSO_4(aq)+Cu(s)}$
در نتیجه مس نمی‌تواند آهن را از آهن(II) اکسید خارج کند و واکنش مورد نظر انجام‌ناپذیر است. (شیمی ۲، صفحه‌های ۱۹–۲۰)

عبارت سوم ـ نادرست: آهن فلزی با هیدروکلریک اسید، آهن(II) کلرید تولید می‌کند:
$\mathrm{Fe(s)+2HCl(aq)\rightarrow FeCl_2(aq)+H_2(g)}$
اما با حل شدن زنگ آهن در هیدروکلریک اسید، آهن(III) کلرید تشکیل می‌شود؛ زیرا یون آهن در زنگ آهن از نوع $\mathrm{Fe^{3+}}$ است. بنابراین نمک‌های حاصل، یعنی $\mathrm{FeCl_2}$ و $\mathrm{FeCl_3}$ ، یکسان نیستند. آزمایش حل کردن زنگ آهن و شناسایی یون آن، مبنای این تمایز است. (شیمی ۲، صفحه‌های ۱۹–۲۰)

عبارت چهارم ـ درست: مطابق آزمایش کتاب، واکنش آهن(III) کلرید با سدیم هیدروکسید، رسوب آهن(III) هیدروکسید تولید می‌کند. (شیمی ۲، صفحهٔ ۱۹)
ابتدا معادله را موازنه می‌کنیم:
$\mathrm{FeCl_3(aq)+3NaOH(aq)\rightarrow Fe(OH)_3(s)+3NaCl(aq)}$
نسبت مولی آهن(III) کلرید به رسوب برابر $1:1$ است. چون سدیم هیدروکسید کافی است، داریم:
$n\big(\mathrm{Fe(OH)_3}\big)=n\big(\mathrm{FeCl_3}\big)=0.05\,\mathrm{mol}$
جرم مولی رسوب برابر است با:
$M\big(\mathrm{Fe(OH)_3}\big)=56+3(16+1)=107\,\mathrm{g\,mol^{-1}}$
پس جرم رسوب:
$m=nM=0.05\times107=5.35\,\mathrm{g}$
این مقدار با مقدار بیان‌شده در سؤال برابر است.

بنابراین عبارت‌های دوم و چهارم درست‌اند و تعداد عبارت‌های درست، دو مورد است.

پاسخ: گزینهٔ ۲

چرا گزینه‌های دیگر نادرست‌اند

گزینهٔ ۱: ممکن است فقط عبارت دوم را درست بدانید و در محاسبهٔ رسوب، ضریب سدیم هیدروکسید را به‌اشتباه برای رسوب هم به کار ببرید. نسبت مولی آهن(III) کلرید به رسوب یک‌به‌یک است؛ بنابراین عبارت چهارم نیز درست است.
گزینهٔ ۳: ممکن است علاوه بر عبارت‌های دوم و چهارم، عبارت سوم را هم درست فرض کنید، چون در هر دو واکنش نمک کلرید تشکیل می‌شود. اما نمک حاصل از آهن، آهن(II) کلرید و نمک حاصل از زنگ آهن، آهن(III) کلرید است.
گزینهٔ ۴: این انتخاب می‌تواند از یکی دانستن همهٔ ترکیب‌های آهن ناشی شود. وجود یون آهن(II) در بعضی ترکیب‌های آهن به معنای حضور آن در زنگ آهن نیست؛ همچنین نمک حاصل از واکنش آهن و زنگ آهن با هیدروکلریک اسید یکسان نیست.

راهنمایی قدم‌به‌قدم (پیش از دیدن پاسخ)

کاوش‌های شناسایی یون آهن در زنگ آهن و مقایسهٔ واکنش‌پذیری آهن و مس را به یاد بیاورید؛ سپس محاسبهٔ رسوب را جداگانه انجام دهید.
در زنگ آهن، یون آهن(III) شناسایی می‌شود و آهن از مس واکنش‌پذیرتر است. همچنین برای مقایسهٔ دو نمک، فقط به نام «کلرید» توجه نکنید؛ بار یون آهن هم مهم است.
معادلهٔ تشکیل رسوب را موازنه کنید؛ نسبت مولی آهن(III) کلرید به آهن(III) هیدروکسید یک‌به‌یک است. جرم مولی رسوب را از رابطهٔ $M=56+3(16+1)$ به دست آورید و در مقدار مول داده‌شده ضرب کنید.

فصل «قدر هدایای زمینی را بدانیم» را در پنل یادگیری تمرین کن

در پنل یادگیری 1xAi سوال‌هایی مثل همین را جواب می‌دهی و جوابت ثبت می‌شود؛ پیش از دیدن پاسخ، سه راهنمایی پله‌پله داری و معلم هوشمند بی‌آن‌که جواب را لو بدهد کمکت می‌کند. تمرین و آزمون رایگان است؛ معلم هوشمند هم سهمیهٔ روزانهٔ رایگان دارد.

ساختن حساب رایگان است و بعد از ثبت‌نام مستقیم به همین بخش از پنل برمی‌گردی.