سوال ۱۰۳ · شیمی
کنکور تجربی ۱۴۰۲ نوبت اول · سوال ۱۰۳ · کلید رسمی سازمان سنجش
شیمی · شیمی ۳ · فصل ۲: آسایش و رفاه در سایهٔ شیمی
چند مورد از مطالب زیر درست است؟
- در سلول الکترولیتی، الکترولیت، یک ترکیب یونی مذاب یا محلول یک ماده در آب است.
- در سلول الکترولیتی، برخلاف سلولهای گالوانی، الکترودها در یک الکترولیت جای دارند.
- برقکافت آب و آبکاری فلزها، نمونههایی از واکنشهاییاند که در خلاف جهت طبیعی پیش میروند.
- افزون بر روش برقکافت در صنعت، تهیهٔ سدیم از تجزیهٔ گرمایی سدیم کلرید در دمای حدود ، انجام میشود.
نمایش پاسخ و پاسخ تشریحی
پاسخ درست: گزینهٔ ۲ (کلید رسمی سازمان سنجش)
پاسخ تشریحی
برای تعیین تعداد عبارت‌های درست، هر عبارت را جداگانه بررسی می‌کنیم.
۱. عبارت اول نادرست است. طبق کتاب، الکترولیت در سلول الکترولیتی «محلول یونی» یا «ترکیب یونی مذاب» است و یون‌های آن امکان جابه‌جایی دارند. بنابراین نمی‌توان هر محلولِ یک ماده در آب را الکترولیت دانست؛ مثلاً حل‌شدن شکر در آب، یون ایجاد نمی‌کند. اشکال عبارت، حذف شرط یونی‌بودن محلول است. (شیمی ۳، صفحهٔ ۵۵)
۲. عبارت دوم درست است. در سلول الکترولیتیِ معرفی‌شده در کتاب، هر دو الکترود در یک الکترولیت قرار دارند؛ اما در سلول گالوانی روی ـ مس، تیغهٔ روی در محلول روی سولفات و تیغهٔ مس در محلول مس سولفات قرار می‌گیرد و دو نیم‌سلول به هم متصل می‌شوند. پس مقایسهٔ عبارت با آرایش سلولهای معرفی‌شده در کتاب سازگار است. (شیمی ۳، صفحهٔ ۵۵ و صفحه‌های ۴۴–۴۵)
۳. عبارت سوم درست است. در سلول الکترولیتی، با اعمال ولتاژ بیرونی و مصرف انرژی الکتریکی، واکنش در خلاف جهت طبیعی پیش می‌رود. برقکافت آب نمونه‌ای از این فرایندهاست و آبکاری نیز در سلول الکترولیتی انجام میشود. (شیمی ۳، صفحه‌های ۵۴–۵۵ و ۶۰–۶۱)
۴. عبارت چهارم نادرست است. کتاب برای تهیهٔ صنعتی سدیم، برقکافت سدیم کلرید مذاب در سلول دانز را معرفی می‌کند، نه تجزیهٔ گرمایی آن در دمای حدود . گرمای لازم برای مذاب‌کردن نمک را نباید با انرژی الکتریکی لازم برای تجزیهٔ آن اشتباه گرفت. (شیمی ۳، صفحه‌های ۵۵–۵۶)
بنابراین عبارت‌های دوم و سوم درست‌اند و تعداد عبارت‌های درست برابر با است.
پاسخ: گزینهٔ ۲
چرا گزینه‌های دیگر نادرست‌اند
- گزینهٔ ۱: ممکن است فقط عبارت سوم را درست بدانید و عبارت دوم را هم رد کنید؛ اما در الگوی معرفی‌شدهٔ کتاب، دو الکترود سلول الکترولیتی در یک الکترولیت قرار دارند، درحالی‌که سلول گالوانی روی ـ مس دو نیم‌سلول جداگانه دارد.
- گزینهٔ ۳: احتمالاً عبارت اول را هم درست شمرده‌اید. حل‌شدن یک ماده در آب لزوماً محلول یونی ایجاد نمی‌کند؛ برای نمونه، محلول شکر جایگزین مناسبی برای الکترولیت نیست.
- گزینهٔ ۴: این انتخاب هم شرط یونی‌بودن محلول در عبارت اول را نادیده می‌گیرد و هم تجزیهٔ گرمایی سدیم کلرید را روشی صنعتی فرض می‌کند. روش صنعتی بیان‌شده در کتاب برای تهیهٔ سدیم، برقکافت نمک مذاب است.
راهنمایی قدم‌به‌قدم (پیش از دیدن پاسخ)
- تعریف الکترولیت و آرایش الکترودها در سلول الکترولیتی را مرور کنید؛ سپس تفاوت نقش انرژی در سلولهای گالوانی و الکترولیتی را به یاد آورید.
- در عبارت اول، آیا محلول هر ماده‌ای در آب الزاماً یون‌های آزاد دارد؟ در عبارت آخر نیز میان «ذوب‌کردن نمک» و «تجزیهٔ آن برای تولید فلز» تفاوت بگذارید.
- آرایش دو الکترود در یک الکترولیت را با دو نیم‌سلولِ سلول روی ـ مس مقایسه کنید. همچنین برقکافت آب و آبکاری را از نظر نیاز به منبع برق بیرونی بررسی کنید؛ اکنون عبارت‌های پذیرفته‌شده را بشمارید.