امتحان محوسب في الكيمياء 12th الفصل 2 – الوحدة 6 – الدرس 2 – الجزء الأول – الخلايا الجلفانية

تُستخدم طريقة الحماية المهبطية لحماية أجسام السفن من التأكل، وتعتمد هذه الطريقة على تشكيل خلية جلفانية، فإنَّ معادلة التفاعل عند المصعد في خلية الحماية المهبطية، هي:

في المعادلتين الآتيتين:

3Cd₍ₛ₎ + 2Cr³⁺₍ₐᵩ₎ → 3Cd²⁺₍ₐᵩ₎ + 2Cr₍ₛ₎  E°꜀ₑₗₗ = -0.33V

2Ag⁺₍ₐᵩ₎ + Cd₍ₛ₎ → Cd²⁺₍ₐᵩ₎ + 2Ag₍ₛ₎  E°꜀ₑₗₗ = +1.20V

فإنَّ رمز الخلية الجلفانية المُكوّنة من قطبي (Cr, Ag)، هو:

يُمثِّل الشكل المجاور خلية جلفانية في الظروف المعيارية، إحدى العبارات الآتية صحيحة:

في الخلية الجلفانية المُمثَّلة بالرمز الآتي:
Pt | H₂₍𝚐₎ | 2H⁺₍ₐᵩ₎ || Cu²⁺₍ₐᵩ₎ | Cu₍ₛ₎ ،
إذا علمت أنَّ جهد الاختزال المعياري للنحاس يساوي 0.34V، فإنَّ جهد الخلية المعياري بوحدة الفولت يساوي:

✽ يبيّن الجدول الآتي عددًا من الخلايا وبعض المعلومات المتعلقة بها، أدرس هذه المعلومات وأجب عمّا يلي.

يمكن تحريك محلول أحد أملاح الفلز A باستخدام ملعقة مصنوعة من الفلز:

✽ يبيّن الجدول الآتي عددًا من الخلايا وبعض المعلومات المتعلقة بها، أدرس هذه المعلومات وأجب عمّا يلي.

ترتيب الفلزات (A, Z, Y, X) وفق قوتها بوصفها عوامل مختزلة هو:

✽ يبيّن الجدول الآتي عددًا من الخلايا وبعض المعلومات المتعلقة بها، أدرس هذه المعلومات وأجب عمّا يلي.

يمكن ترسيب ذرات الفلز Y في محلول أحد أملاحه إذا وُضع فيه شريط من الفلز:

✽ يبيّن الجدول الآتي عددًا من الخلايا وبعض المعلومات المتعلقة بها، أدرس هذه المعلومات وأجب عمّا يلي.

قيمة جهد الخلية الجلفانية التي رمزها (Y|Y²⁺||A²⁺|A):

 إحدى العبارات الآتية غير صحيحة في ما يتعلق بالخلية الجلفانية Pt|Fe²⁺|Fe³⁺||Ag⁺|Ag:

تُمثِّل الأشكال الآتية ثلاث خلايا جلفانية وقيمة جهد الخلية المعياري لكل منها، علماً أنَّ (A, B, C) رموز افتراضية لفلزات تُكوِّن أيونات ثنائية موجبة.
فإنَّ الترتيب الصحيح لأيونات الفلزات وفق قوتها كعوامل مؤكسدة، هو:

خلية جلفانية قُطباها (Cu, Co)، إذا علمت أنَّ جهد الاختزال المعياري لكل من ⁺Cu²⁺, Co²:

E°꜀ᵤ²⁺ = 0.34 V , E°꜀ₒ²⁺ = -0.28 V

جهد الخلية الجلفانية المعياري E°꜀ₑₗₗ (فولت)، يساوي:

✽ أدرس المعلومات المتعلقة بالفلزّات الافتراضية (D, C, B, A)، ثمَّ أُجيب عمّا يلي.

• الفلزُّ C يختزل أيونات الفلزِّ ⁺A² ولا يختزل أيونات الفلزِّ ⁺B² ويذوب في محلول الحمض HCl المُخفَّف.
• يحلُّ الفلزُّ D محل الفلزِّ B عند وضع قطعة منه في محلول أحد أملاح B.

- العامل المؤكسد الأضعف بين الآتية هو:

✽ أدرس المعلومات المتعلقة بالفلزّات الافتراضية (D, C, B, A)، ثمَّ أُجيب عمّا يلي.

• الفلزُّ C يختزل أيونات الفلزِّ ⁺A² ولا يختزل أيونات الفلزِّ ⁺B² ويذوب في محلول الحمض HCl المُخفَّف.
• يحلُّ الفلزُّ D محل الفلزِّ B عند وضع قطعة منه في محلول أحد أملاح B.

- العبارة الصحيحة المتعلقة باستخلاص أحد الفلزّات (B, C) هي:

✽ أدرس المعلومات المتعلقة بالفلزّات الافتراضية (D, C, B, A)، ثمَّ أُجيب عمّا يلي.

• الفلزُّ C يختزل أيونات الفلزِّ ⁺A² ولا يختزل أيونات الفلزِّ ⁺B² ويذوب في محلول الحمض HCl المُخفَّف.
• يحلُّ الفلزُّ D محل الفلزِّ B عند وضع قطعة منه في محلول أحد أملاح B.

- العبارة الصحيحة المتعلقة بالخلية التي قطباها B–A:

تترتّب العناصر التي لها الرموز الافتراضية (A, B, C, D) حسب قوتها كعوامل مُختزلة كما يأتي: A → D → C → B ، فإنَّ إحدى العبارات الآتية صحيحة:

المعلومات الآتية لأربعة فلزات لها الرموز الافتراضية (A, B, C, D) تُكوِّن جميعها أيونات ثنائية موجبة في محاليلها:

• يُمكن حفظ محلول أحد أملاح الفلز (A) في وعاء مصنوع من الفلز B.
• جهد الخلية الجلفانية المعياري المُتكوّنة من قطبي C و B أكبر من جهد الخلية الجلفانية المعياري المُتكوّنة من قطبي D و B، ولوحظ نقص في كتلة القطب B في الخليتين.

الترتيب الصحيح للعناصر حسب قوتها كعوامل مختزلة، هو:

تُعدُّ بطارية أيون الليثيوم مصدر الطاقة الرئيس لكثير من وسائل التكنولوجيا، حيثُ تُستخدم في السيارات الكهربائية والهواتف المحمولة. العبارة الصحيحة التي تصف عملية شحن بطارية أيون الليثيوم، هي:

✽ يبيِّن الجدول الآتي جهد اختزال بعض الفلزَّات الافتراضية. أدرسها، ثمَّ أجب عمّا يلي.

 الترتيب الصحيح للعوامل المختزلة (X, Y, Z⁻) وفق قوتها هو:

✽ يبيِّن الجدول الآتي جهد اختزال بعض الفلزَّات الافتراضية. أدرسها، ثمَّ أجب عمّا يلي.

إذا كان جهد الخلية المكوَّنة من القطبين (Y, M) يساوي (0.3V+)، ووجد أن تركيز الأيونات الموجبة يقل في وعاء القطب M، فإن جهد الاختزال المعياري (E°) للعنصر M يساوي:

✽ يبيّن الجدول الآتي بيانات ثلاث خلايا جلفانية لفلزات مختلفة مع الهيدروجين. أدرسها، ثمَّ أُجيب عمّا يلي.

 يشير الرقم (1) في الجدول إلى:

✽ يبيّن الجدول الآتي بيانات ثلاث خلايا جلفانية لفلزات مختلفة مع الهيدروجين. أدرسها، ثمَّ أُجيب عمّا يلي.

العبارة الصحيحة بالنسبة للرقم (2) هي:

✽ يبيّن الجدول الآتي بيانات ثلاث خلايا جلفانية لفلزات مختلفة مع الهيدروجين. أدرسها، ثمَّ أُجيب عمّا يلي.

العبارة الصحيحة بالنسبة للرقم (3) هي:

✽ يبيّن الجدول الآتي بيانات ثلاث خلايا جلفانية لفلزات مختلفة مع الهيدروجين. أدرسها، ثمَّ أُجيب عمّا يلي.

إذا كان الفلزُّ الافتراضي R يرسب أيونات الكوبلت ⁺Co² ولا يختزل أيونات المغنيسيوم ⁺Mg²، ويتفاعل مع محلول حمض الهيدروبروميك HBr مطلقًا غاز الهيدروجين H₂، فإن العبارة الصحيحة ممّا يأتي هي:

تُعدُّ بطاريات الرصاص الحمضية مثالاً على البطاريات الثانوية، وتتكوَّن من ست خلايا جلفانية، تتكوَّن كلٌّ منها من ألواح الرصاص، وتُمثِّل أحد الأقطاب، والقطب الآخر يتكوَّن من ألواح الرصاص المُغَلَّف بأكسيد الرصاص، ويحدث التفاعل كما في المعادلة غير الموزونة الآتية:
Pb₍ₛ₎ + PbO₂₍ₛ₎ + HSO₄⁻₍ₐᵩ₎ → PbSO₄₍ₛ₎
فإنَّ عدد مولات ⁺H اللازم إضافتها لموازنة نِصْف تفاعل التأكسد هو:

✽ ادرس المعلومات المتعلقة بالفلزات (X ، Y ، M ، W)، ثمَّ أجب عمّا يلي.

– عند إضافة قطع متساوية الكتلة من الفلزات التي لها الرموز الافتراضية (X ، Y ، M ، W) إلى حجوم متساوية من محلول حمض HCl تركيزه (1 M)، لوحظ أنَّ:

• ✓ تتفاعل كل من الفلزات (W ، M ، Y) مع HCl ولا يتفاعل الفلز X مع HCl.
• ✓ سرعة تفاعل الفلز W أكبر من سرعة تفاعل الفلز Y.

– يمكن تحريك محلول الفلز M بملعقة مصنوعة من كل من الفلزات X ، W ، Y.
– القيم المطلقة لجهود الاختزال المعيارية لكل من: |E°ᵧ| = 0.13 V ، |E°w| = 0.28 V.
– قيمة جهد الاختزال المعياري للهيدروجين = 0.00 V.

الفلزان اللذان يشكلان خلية جلفانية لها أعلى جهد خلية معياري:

✽ ادرس المعلومات المتعلقة بالفلزات (X ، Y ، M ، W)، ثمَّ أجب عمّا يلي.

– عند إضافة قطع متساوية الكتلة من الفلزات التي لها الرموز الافتراضية (X ، Y ، M ، W) إلى حجوم متساوية من محلول حمض HCl تركيزه (1 M)، لوحظ أنَّ:

• ✓ تتفاعل كل من الفلزات (W ، M ، Y) مع HCl ولا يتفاعل الفلز X مع HCl.
• ✓ سرعة تفاعل الفلز W أكبر من سرعة تفاعل الفلز Y.

– يمكن تحريك محلول الفلز M بملعقة مصنوعة من كل من الفلزات X ، W ، Y.
– القيم المطلقة لجهود الاختزال المعيارية لكل من: |E°ᵧ| = 0.13 V ، |E°w| = 0.28 V.
– قيمة جهد الاختزال المعياري للهيدروجين = 0.00 V.

قيمة جهد الخلية الجلفانية المعياري للخلية المكونة من الفلزين W, Y بوحدة (V) تساوي:

✽ ادرس المعلومات المتعلقة بالفلزات (X ، Y ، M ، W)، ثمَّ أجب عمّا يلي.

– عند إضافة قطع متساوية الكتلة من الفلزات التي لها الرموز الافتراضية (X ، Y ، M ، W) إلى حجوم متساوية من محلول حمض HCl تركيزه (1 M)، لوحظ أنَّ:

• ✓ تتفاعل كل من الفلزات (W ، M ، Y) مع HCl ولا يتفاعل الفلز X مع HCl.
• ✓ سرعة تفاعل الفلز W أكبر من سرعة تفاعل الفلز Y.

– يمكن تحريك محلول الفلز M بملعقة مصنوعة من كل من الفلزات X ، W ، Y.
– القيم المطلقة لجهود الاختزال المعيارية لكل من: |E°ᵧ| = 0.13 V ، |E°w| = 0.28 V.
– قيمة جهد الاختزال المعياري للهيدروجين = 0.00 V.

إذا علمت أن محلول الفلز Q يمكن حفظه في وعاء مصنوع من الفلز Y، فإن الفلز Q:

✽ (A, B, C, D) رموزاً افتراضية لفلزات، تكون على شكل أيونات ثنائية موجبة في مركباتها، ادرس المعلومات الآتية، ثمَّ أجب عمّا يلي:

– لا يمكن تحريك محلول ASO₄ بملعقة مصنوعة من الفلز C.
– E° للخلية الجلفانية قطباها (B-C) أكبر من E° للخلية الجلفانية قطباها (B-D)، علمًا أن القطب B هو القطب السالب في الخليتين.

العامل المؤكسد الأضعف:

✽ (A, B, C, D) رموزاً افتراضية لفلزات، تكون على شكل أيونات ثنائية موجبة في مركباتها، ادرس المعلومات الآتية، ثمَّ أجب عمّا يلي:

– لا يمكن تحريك محلول ASO₄ بملعقة مصنوعة من الفلز C.
– E° للخلية الجلفانية قطباها (B-C) أكبر من E° للخلية الجلفانية قطباها (B-D)، علمًا أن القطب B هو القطب السالب في الخليتين.

معادلة التفاعل غير التلقائي:

✽ الفلز الذي له رمز افتراضي (X) يتفاعل تلقائياً مع أيون الكروم ⁺Cr³ الذي له جهد اختزال معياري = (-0.73V) ولا يتفاعل مع كل من أيون الألمنيوم ⁺Al³ والذي له جهد اختزال معياري = (-1.66V)، وأيون المغنيسيوم ⁺Mg² الذي له جهد اختزال معياري = (-2.37V) ، أجب عمّا يلي.

قيمة جهد الاختزال المعياري للأيون ⁺X² بوحدة (الفولت)، هو:

✽ الفلز الذي له رمز افتراضي (X) يتفاعل تلقائياً مع أيون الكروم ⁺Cr³ الذي له جهد اختزال معياري = (-0.73V) ولا يتفاعل مع كل من أيون الألمنيوم ⁺Al³ والذي له جهد اختزال معياري = (-1.66V)، وأيون المغنيسيوم ⁺Mg² الذي له جهد اختزال معياري = (-2.37V) ، أجب عمّا يلي.

الخلية الجلفانية التي لها أعلى جهد خلية معياري، قطباها:

أُجريت أربع تجارب لتفاعل فلزات لها الرموز الافتراضية (X, Y, Z, W) مع حمض HCl تركيزه 1M عند الظروف نفسها، ونتيجة لذلك تصاعد غاز H₂₍𝚐₎ كما هو موضح في الشكل المجاور؛ إحدى العبارات الآتية صحيحة:

نِصفا التفاعل الآتيان يُشكِّلان خلية جلفانية في الظروف المعيارية:
Fe³⁺₍ₐᵩ₎ + 3e⁻ ⇌ Fe₍ₛ₎ E° = -0.04V
Co²⁺₍ₐᵩ₎ + 2e⁻ ⇌ Co₍ₛ₎ E° = -0.28V

فإنَّ جهد الخلية الجلفانية المعياري °E المكوَّنة من قطبي Fe و Co بوحدة الفولت (V) يساوي:

✽ ادرس المعلومات المتعلقة بالفلزات التي لها الرموز الافتراضية (X, Y, W, Z)، ثم أجب عمّا يلي.

• الأيون ⁺Z² يؤكسد الفلز W ولا يؤكسد الفلز X.
• يتفاعل الفلز Y مع حمض HCl المخفف ويُطلق غاز الهيدروجين، ولا يتفاعل الفلز W مع حمض HCl المخفَّف.

العامل المختزل الأقوى:

✽ ادرس المعلومات المتعلقة بالفلزات التي لها الرموز الافتراضية (X, Y, W, Z)، ثم أجب عمّا يلي.

• الأيون ⁺Z² يؤكسد الفلز W ولا يؤكسد الفلز X.
• يتفاعل الفلز Y مع حمض HCl المخفف ويُطلق غاز الهيدروجين، ولا يتفاعل الفلز W مع حمض HCl المخفَّف.

العبارة الصحيحة المتعلقة بالخلية الجلفانية قطباها (Y-W)، هي:

✽ ادرس المعلومات المتعلقة بالفلزات التي لها الرموز الافتراضية (X, Y, W, Z)، ثم أجب عمّا يلي.

• الأيون ⁺Z² يؤكسد الفلز W ولا يؤكسد الفلز X.
• يتفاعل الفلز Y مع حمض HCl المخفف ويُطلق غاز الهيدروجين، ولا يتفاعل الفلز W مع حمض HCl المخفَّف.

إحدى الآتية تُعبّر عن إمكانية حفظ أحد محاليل الأملاح الآتية
(XSO₄،
W(NO₃)₂)
بطريقة صحيحة:

✽ أستخدم كلُّ فلزٍّ من الفلزات الآتية لها الرموز الافتراضية (M, Z, Y, X) مع محلول أحد أملاحه المائية بتركيز (1M)، لعمل خلية جلفانية مع الفلز A، وكانت النتائج كما في الجدول المجاور، ادرسه، ثم أجب عمّا يلي.

يُمكن حفظ محلول أحد أملاح الفلز (Z) في وعاء مصنوع من الفلز:

✽ أستخدم كلُّ فلزٍّ من الفلزات الآتية لها الرموز الافتراضية (M, Z, Y, X) مع محلول أحد أملاحه المائية بتركيز (1M)، لعمل خلية جلفانية مع الفلز A، وكانت النتائج كما في الجدول المجاور، ادرسه، ثم أجب عمّا يلي.

قيمة جهد الخلية الجلفانية المعياري E°𝒸ₑₗₗ (V) للخلية المكوّنة من الفلزين Y, Z بوحدة الفولت، هي::

✽ أستخدم كلُّ فلزٍّ من الفلزات الآتية لها الرموز الافتراضية (M, Z, Y, X) مع محلول أحد أملاحه المائية بتركيز (1M)، لعمل خلية جلفانية مع الفلز A، وكانت النتائج كما في الجدول المجاور، ادرسه، ثم أجب عمّا يلي.

الترتيب الصحيح للفلزات (M, Z, Y, X) حسب قوتها كعوامل مختزلة، هو:

العناصر التي لها رموز افتراضية Y₂, X₂, Z₂ تُكوِّن أيونات سالبة أحادية الشحنة في تفاعلاتها، إذا علمت أنَّ العنصر Z₂ يستطيع أكسدة أيونات ⁻Y، ولا يستطيع أكسدة أيونات ⁻X عند الظروف نفسها، فإنّ العبارة الصحيحة ممّا يأتي هي:

يتفاعل فِلزُّ النيكل Ni مع محلول حمض الهيدروكلوريك HCl، وينطلق غاز الهيدروجين H₂، بينما لا يتفاعل فِلزُّ النحاس Cu مع محلول حمض الهيدروكلوريك HCl، فإنَّ الرمز الصحيح للخلية الجلفانية التي قُطباها النحاس Cu والنيكل Ni، هو:

✽ (A, B, C, D) رموزًا افتراضية لفلزات، تكون على شكل أيونات موجبة ثنائية في مركّباتها، ادرس المعلومات الآتية، ثم أجب عمّا يلي.

• لا يُمكن حفظ محلول أحد أملاح B في وعاء من الفلز C، ويمكن حفظه في وعاء من A, D.
• الفلز A يختزل أيونات الفلز D من محاليله.

الخلية الجلفانية التي لها أعلى جهد معياري E°𝒸ₑₗₗ (V)، يكون قطباها هما:

✽ (A, B, C, D) رموزًا افتراضية لفلزات، تكون على شكل أيونات موجبة ثنائية في مركّباتها، ادرس المعلومات الآتية، ثم أجب عمّا يلي.

• لا يُمكن حفظ محلول أحد أملاح B في وعاء من الفلز C، ويمكن حفظه في وعاء من A, D.
• الفلز A يختزل أيونات الفلز D من محاليله.

قيمة جهد الخلية المعياري سالبة في أحد التفاعلات الآتية:

✽ (A, B, C, D) رموزًا افتراضية لفلزات، تكون على شكل أيونات موجبة ثنائية في مركّباتها، ادرس المعلومات الآتية، ثم أجب عمّا يلي.

• لا يُمكن حفظ محلول أحد أملاح B في وعاء من الفلز C، ويمكن حفظه في وعاء من A, D.
• الفلز A يختزل أيونات الفلز D من محاليله.

العبارة الصحيحة المتعلقة بالخلية الجلفانية قُطباها A/B: