سوال ۲۱۸ شیمی کنکور تجربی ۱۴۰۱ با پاسخ تشریحی

۱. تعیین مقدار هیدروژن لازم برای تبدیل اتین به اتان

در هیدروکربن‌های سیرنشده، با انجام واکنش افزایشی می‌توان پیوند چندگانه را به پیوند یگانه تبدیل کرد؛ کتاب این مفهوم را برای آلکن‌ها توضیح می‌دهد (شیمی ۲، صفحهٔ ۴۱). اتین دارای پیوند سه‌گانه است و برای تبدیل کامل آن به اتان، واکنش زیر انجام می‌شود:

$\mathrm{C_2H_2+2H_2\longrightarrow C_2H_6}$

پس هر مول اتین به دو مول هیدروژن نیاز دارد. برای مقدار اتین داده‌شده داریم:

$n(\mathrm{H_2})=2\times 0.1=0.2\,\mathrm{mol}$

۲. محاسبهٔ حجم گاز آزادشده

حجم هر مول گاز در شرایط استاندارد برابر $22.4\,\mathrm{L}$ است؛ بنابراین:

$V(\mathrm{H_2})=0.2\,\mathrm{mol}\times 22.4\,\mathrm{L\,mol^{-1}}=4.48\,\mathrm{L}$

۳. تعیین جرم روی در آلیاژ

مس با هیدروکلریک اسید واکنش نمی‌دهد، اما روی با این اسید واکنش می‌دهد و هیدروژن آزاد می‌کند:

$\mathrm{Zn+2HCl\longrightarrow ZnCl_2+H_2}$

مانند نمونهٔ محاسبهٔ گاز حاصل از واکنش فلز با اسید در کتاب، باید نسبت مولی را از معادلهٔ موازنه‌شده به دست آوریم (شیمی ۲، صفحه‌های ۲۳–۲۴). نسبت مول روی به هیدروژن یک‌به‌یک است؛ پس:

$n(\mathrm{Zn})=n(\mathrm{H_2})=0.2\,\mathrm{mol}$

$m(\mathrm{Zn})=0.2\,\mathrm{mol}\times65\,\mathrm{g\,mol^{-1}}=13\,\mathrm{g}$

۴. محاسبهٔ درصد جرمی مس

آلیاژ فقط از مس و روی تشکیل شده است؛ بنابراین جرم مس برابر است با:

$m(\mathrm{Cu})=40-13=27\,\mathrm{g}$

درصد جرمی مس از تقسیم جرم مس بر جرم کل آلیاژ به دست می‌آید:

$\text{درصد جرمی مس}=\frac{m(\mathrm{Cu})}{m(\text{آلیاژ})}\times100=\frac{27}{40}\times100=67.5\%$

پس حجم گاز آزادشده $4.48\,\mathrm{L}$ و درصد جرمی مس $67.5\%$ است.

پاسخ: گزینهٔ ۱