سوال ۸۱ · شیمی
کنکور تجربی ۱۴۰۲ نوبت دوم · سوال ۸۱ · کلید رسمی سازمان سنجش
شیمی · شیمی ۲ · فصل ۱: قدر هدایای زمینی را بدانیم
کدام موارد زیر درست است؟
الف: واکنش‌پذیری فلز تیتانیم، کمتر از واکنش‌پذیری فلز مس است.
ب: ویژگی‌های فیزیکی هگزان و ۱ـ هگزن، یکی از راه‌های تشخیص این دو هیدروکربن از یکدیگر است.
پ: واکنش‌های تولید صنعتی هر دو فلز آهن و مس از سنگ معدن آن‌ها، اثرات مخرب بر محیط زیست دارد.
ت: واکنش‌پذیری عنصر اصلی سازندهٔ سلول‌های خورشیدی، کمتر از واکنش‌پذیری نافلز(های) هم‌گروه آن در جدول تناوبی است.
نمایش پاسخ و پاسخ تشریحی
پاسخ درست: گزینهٔ ۴ (کلید رسمی سازمان سنجش)
پاسخ تشریحی
برای پاسخ، هر عبارت را جداگانه بررسی می‌کنیم.
الف) نادرست است.
در واکنش تیتانیم با آهن(III) اکسید، تیتانیم اکسیژن را می‌گیرد و آهن آزاد می‌شود:
پس تیتانیم از آهن واکنش‌پذیرتر است (شیمی ۲، صفحهٔ ۴۹–۵۰). از سوی دیگر، آزمایش قرار دادن آهن در محلول مس(II) سولفات نشان می‌دهد آهن از مس فعال‌تر است (شیمی ۲، صفحهٔ ۱۹–۲۰). بنابراین ترتیب واکنش‌پذیری چنین است:
در نتیجه، واکنش‌پذیری تیتانیم بیشتر از مس است. مقاومت تیتانیم در برابر خوردگی را نباید به معنای واکنش‌پذیری کمتر آن دانست.
ب) نادرست است.
هگزان، آلکان و دارای فرمول است؛ یک‌هگزن، آلکن و دارای فرمول است. مطابق بحث آلکن‌ها در فصل اول شیمی ۲، آلکان‌ها و آلکن‌های متناظر خواص فیزیکی بسیار مشابهی دارند؛ بنابراین در چارچوب این پرسش، ویژگی‌های فیزیکی راه مناسبی برای تشخیص این دو نیست. تفاوت مهم برای شناسایی آن‌ها، رفتار شیمیایی پیوند دوگانه در یک‌هگزن است؛ برای نمونه، می‌توان از واکنش با برم در شرایط مناسب استفاده کرد. منظور، یکسان‌بودن دقیق همهٔ خواص فیزیکی این دو ماده نیست.
پ) درست است.
در تولید صنعتی آهن از آهن(III) اکسید با کربن مونوکسید، کربن دی‌اکسید تولید می‌شود:
این واکنش در کتاب آمده است (شیمی ۲، صفحهٔ ۲۴–۲۵). کربن دی‌اکسید از گازهای گلخانه‌ای است و افزایش انتشار آن در گرم‌شدن زمین نقش دارد.
در تهیهٔ مس از سنگ معدن سولفیدی نیز گوگرد دی‌اکسید تولید می‌شود:
واکنش استخراج مس در تمرین کتاب آمده است (شیمی ۲، صفحهٔ ۴۹–۵۰). گوگرد دی‌اکسید آلایندهٔ هواست و در ایجاد باران اسیدی نقش دارد. پس واکنش‌های یادشده برای تولید هر دو فلز، پیامد زیست‌محیطی نامطلوب دارند.
ت) درست است.
عنصر اصلی سازندهٔ سلول‌های خورشیدی، سیلیسیم است. سیلیسیم شبه‌فلز و هم‌گروه کربن است؛ نافلز این گروه، کربن است. مطابق مقایسهٔ کتابی واکنش‌پذیری این عنصرها، سیلیسیم از کربن واکنش‌پذیری کمتری دارد؛ پس عبارت درست است.
بنابراین فقط عبارت‌های «پ» و «ت» درست‌اند.
پاسخ: گزینهٔ ۴
چرا گزینه‌های دیگر نادرست‌اند
- گزینهٔ ۱: ممکن است مقاومت تیتانیم در برابر خوردگی با واکنش‌پذیری کم، و تفاوت آلکان و آلکن با تفاوت آشکار خواص فیزیکی اشتباه گرفته شود. درحالی‌که تیتانیم از مس فعال‌تر است و در چارچوب کتاب، برای تشخیص این دو هیدروکربن باید از تفاوت رفتار شیمیایی آن‌ها استفاده کرد؛ بنابراین هر دو عبارت این گزینه نادرست‌اند.
- گزینهٔ ۲: درست‌بودن عبارت «پ» ممکن است باعث انتخاب این گزینه شود؛ اما عبارت «الف» نادرست است. تیتانیم می‌تواند آهن را از اکسید آن آزاد کند و آهن نیز از مس فعال‌تر است؛ پس تیتانیم از مس واکنش‌پذیرتر است، نه کم‌واکنش‌تر.
- گزینهٔ ۳: عبارت «ت» درست است، اما ممکن است دانش‌آموز تفاوت نوع پیوند در هگزان و یک‌هگزن را به معنای تفاوت آشکار ویژگی‌های فیزیکی آن‌ها بداند. این دو، خواص فیزیکی بسیار مشابهی دارند و تفاوت مهم برای شناسایی آن‌ها، رفتار شیمیایی پیوند دوگانه است؛ پس عبارت «ب» پذیرفته نیست.
راهنمایی قدم‌به‌قدم (پیش از دیدن پاسخ)
- برای بررسی عبارت‌ها، سه موضوع را مرور کن: مقایسهٔ واکنش‌پذیری فلزها، شباهت خواص فیزیکی آلکان‌ها و آلکن‌ها، و پیامدهای زیست‌محیطی استخراج فلزها. برای عبارت آخر نیز ابتدا عنصر اصلی سلول خورشیدی را شناسایی کن.
- اگر فلزی بتواند فلز دیگری را از اکسیدش آزاد کند، فعال‌تر است. همچنین وجود پیوند دوگانه لزوماً به تفاوت آشکار خواص فیزیکی منجر نمی‌شود؛ تفاوت رفتار شیمیایی را در نظر بگیر.
- در واکنش استخراج آهن، تولید گازی با اثر گلخانه‌ای و در استخراج مس، تولید یک اکسید اسیدی گوگرد را بررسی کن. سپس عنصر اصلی سلول خورشیدی را با کربن، نافلز هم‌گروه آن، از نظر واکنش‌پذیری مقایسه کن.