سوال ۱۰۴ شیمی کنکور تجربی ۱۴۰۴ نوبت دوم با پاسخ تشریحی

مبنای حل، تشخیص دهنده و گیرندهٔ الکترون است. فلز کاهنده با از دست دادن الکترون اکسایش می‌یابد و یون فلز دیگر با گرفتن الکترون کاهش پیدا می‌کند؛ مانند واکنش روی با یون مس در کتاب (شیمی ۳، صفحهٔ ۴۰–۴۱).

پس اگر واکنش زیر انجام شود:
$\mathrm{M(s)+N^{2+}(aq)\rightarrow M^{2+}(aq)+N(s)}$
فلز $\mathrm{M}$ کاهندهٔ قوی‌تری از فلز $\mathrm{N}$ است. در ادامه، علامت $>$ به معنی «قدرت کاهندگی بیشتر» است.

گام اول: مقایسه با مس
طبق دادهٔ دوم، فقط فلزهای $\mathrm{Z}$، $\mathrm{D}$ و $\mathrm{X}$ با محلول $\mathrm{CuCl_2(aq)}$ واکنش می‌دهند؛ یعنی این سه فلز می‌توانند به یون $\mathrm{Cu^{2+}}$ الکترون بدهند و آن را به مس تبدیل کنند. بنابراین هر سه، کاهنده‌تر از مس هستند. فلز $\mathrm{A}$ واکنش نمی‌دهد و در چارچوب این مقایسه، کاهندگی کمتری از مس دارد:
$\mathrm{Z,\ D,\ X>Cu>A}$
این شیوهٔ مقایسه بر پایهٔ واکنش تیغه‌های فلزی با محلول یون مس، در خود را بیازمایید کتاب نیز به کار رفته است (شیمی ۳، صفحهٔ ۴۳–۴۴).

گام دوم: استفاده از آزمایش تیغهٔ فلزی
با قرار گرفتن تیغهٔ $\mathrm{D}$ در محلول‌ها، فلزهای $\mathrm{A}$ و $\mathrm{X}$ رسوب می‌کنند؛ پس یون‌های آن‌ها از $\mathrm{D}$ الکترون گرفته‌اند. در نتیجه:
$\mathrm{D>A}$ و $\mathrm{D>X}$.
اما فلز $\mathrm{Z}$ رسوب نمی‌کند؛ یعنی $\mathrm{D}$ نمی‌تواند یون $\mathrm{Z^{2+}}$ را کاهش دهد. پس:
$\mathrm{Z>D}$.
بنابراین ترتیب این سه فلز چنین است:
$\mathrm{Z>D>X}$.

گام سوم: بررسی دادهٔ اکسندگی یون‌ها
یون $\mathrm{X^{2+}}$ اکسندهٔ قوی‌تری از یون $\mathrm{Z^{2+}}$ است؛ یعنی تمایل بیشتری به گرفتن الکترون دارد. ترتیب قدرت کاهندگی فلزهای متناظر، معکوس ترتیب قدرت اکسندگی یون‌های آن‌هاست؛ پس $\mathrm{Z>X}$ که با نتیجهٔ گام قبل سازگار است.

اکنون با ترکیب نتایج، ترتیب نهایی قدرت کاهندگی به دست می‌آید:
$\boxed{\mathrm{Z>D>X>Cu>A}}$

پاسخ: گزینهٔ ۴