إجابات أسئلة مراجعة الدرس

السؤال الأول:

الفكرة الرئيسة: كيف تنتج الخلية الجلفانية الطاقة الكهربائية؟

تنتج الخلية الجلفانية الطاقة الكهربائية عن طريق تفاعل التأكسد والاختزال اللذان يحدثان على قطبي المصعد والمهبط.

السؤال الثاني:

أوضح المقصود بكل من:

• القنطرة الملحية.    
• جهد الاختزال المعياري.

القنطرة الملحية: أنبوب زجاجي على شكل حرف (U) يحتوي على محلول مشبع لأحد الأملاح، يصل بين نصفي الخلية الجلفانية؛ ويحافظ على شحناتها الكهربائية.

جهد الاختزال المعياري: مقياس لميل نصف تفاعل الاختزال للحدوث في الظروف المعيارية.

السؤال الثالث:

خلية جلفانية يحدث فيها التفاعل الآتي:

Co  +  Cu²⁺ →   Co²⁺  +  Cu

أ- أحدد فيها المصعد والمهبط.

المصعد: Co ، والمهبط: Cu

ب- أكتب نصفي تفاعل التأكسد والاختزال.

نصف تفاعل التأكسد: Co → Co²⁺ + 2e^-

نصف تفاعل الاختزال: Cu²⁺ + 2e^- → Cu

ج- أحسب جهد الخلية المعياري، وأكتب تعبيراً رمزياً للخلية الجلفانية.

E⁰_cell = E⁰_(cathode) – E⁰_(anode)

E⁰_cell = + 0.34 – (- 0.27) = + 0.61 V

أكتب تعبيراً رمزياً للخلية الجلفانية:

Cu_(s)│Cu²⁺_(aq) ││ Co²⁺_(aq)│Co_(s)

د- ما التغير الذي يحدث لكتلة كلا القطبين؟

تقل كتلة الكوبالت، وتزداد كتلة قطب النحاس.

السؤال الرابع:

نصفا التفاعل الآتيان يشكلان خلية جلفانية في الظروف المعيارية:

I_{2 (s)}  +  2e^-  → 2I^-   E^o = 0.54 V

Fe²⁺ _(aq)  +  2e^-  → Fe _(s)   E^o = - 0.44 V

أجيب عن الأسئلة الآتية المتعلقة بهما:

أ- أكتب معادلة التفاعل الكلي في الخلية.

Fe  +  I₂  →  Fe²⁺  +  2I^-

ب- أحسب جهد الخلية المعياري.

E⁰_cell = E⁰_(cathode) – E⁰_(anode)

E⁰_cell = + 0.54 – (- 0.44) = + 0.98 V

ج- ما التغير الذي يحدث لتركيز أيونات كل من I^- و Fe²⁺ ؟

يزداد تركيز أيونات Fe²⁺ ، ويزداد تركيز أيونات I^- .

السؤال الخامس:

أدرس الجدول الآتي، الذي يوضح جهد الخلية المعياري لعدد من الخلايا الجلفانية المكونة من الفلزات ذوات الرموز (A,B,C,D,E)، وجميعها تكون أيونات ثنائية موجبة، ثم أجيب عن الأسئلة الآتية:

أ- أحدد الفلز الذي له أعلى جهد اختزال معياري: D أم C .

D

ب- أحدد أقوى عامل مؤكسد.

A²⁺

ج- أتنبأ: هل يمكن تحريك محلول نترات E بملعقة من A ؟ أفسر إجابتي.

يمكن تحريك المحلول.

التفاعل المراد التنبؤ بحدوثه:

A  +  E(NO₃)₂  →  E  +  A(NO₃)₂

بما أن جهد اختزال A أعلى من جهد اختزال E ؛ إذن التفاعل السابق لا يحدث بشكل تلقائي.

د- أحدد اتجاه حركة الإلكترونات عبر الأسلاك في الخلية الجلفانية المكونة من نصف خلية E²⁺│E ونصف خلية D│D²⁺ .

تتحرك الإلكترونات من قطب E إلى قطب D .

هـ- أحسب جهد الخلية المعياري للخلية الجلفانية المكونة من نصف خلية C│C²⁺ ونصف خلية B│B²⁺ .

1.9 V

السؤال السادس:

فلزان أعطيا الرموز الافتراضية A و B ، قيست جهود الاختزال المعيارية لنصفي الاختزال المعياريين المكونين لخلية جلفانية كالآتي:

A³⁺ + e^-  → A²⁺   E^o = 0.77 V

B⁺ + e^-  → B   E^o = 0.80 V

أ- أكتب معادلة كيميائية للتفاعل الكلي في الخلية الجلفانية.

A²⁺  +  B⁺  →  A³⁺  +  B

ب- أحسب E^o للتفاعل الكلي.

E⁰_cell = E⁰_(cathode) – E⁰_(anode)

E⁰_cell = + 0.80 – (0.77) = + 0.03 V

ج- أحدد العامل المؤكسد والعامل المختزل في التفاعل.

العامل المؤكسد: B⁺ ، العامل المختزل: A²⁺

السؤال السابع:

أدرس الجدول المجاور الذي يمثل جهود الاختزال المعيارية لبعض المواد، ثم أجيب عن الأسئلة الآتية:

أ- أحدد أقوى عامل مؤكسد وأقوى عامل مختزل.

أقوى عامل مؤكسد: Br₂ ، أقوى عامل مختزل: Mn

ب- أستنتج. هل يمكن حفظ محلول البروم Br₂ في وعاء من الفضة؟ أفسر إجابتي.

التفاعل المراد التنبؤ بحدوثه:

Ag  +  Br₂  → Ag⁺  +  2Br^-

E⁰_cell = E⁰_(cathode) – E⁰_(anode)

E⁰_cell = + 1.06 – (0.80) = + 0.26 V

جهد التفاعل موجب، فالتفاعل قابل للحدوث؛ إذن لا يمكن حفظ البروم في وعاء من الفضة.

ج- أقارن. ما الفلزين اللذين يكونان خلية جلفانية لها أكبر جهد خلية معياري؟.

Ag / Mn

د- أستنتج المادة التي تستطيع أكسدة Cd ولا تؤكسد Pb .

Co

هـ- أحدد القطب الذي تزداد كتلته في الخلية الجلفانية (Cd-Pb).

Pb

و- أحدد الفلز الذي لا يحرر غاز الهيدروجين من محلول حمض HCl المخفف.

Ag

ز- في الخلية الجلفانية التي أعطيت الرمز الآتي:

Co_(s)│Co²⁺_(aq)││Sc³⁺_(aq)│Sc_(s)

إذا علمت أن جهد الخلية المعياري E^o_cell = 1.8 V ، فأجيب عن الأسئلة الآتية:

أ- أحدد اتجاه حركة الإلكترونات عبر الأسلاك في الخلية.

من قطب Sc إلى قطب Co .

ب- أحسب جهد الاختزال المعياري لقطب السكانديوم Sc .

E⁰_cell = E⁰_(cathode) – E⁰_(anode)

1.8 = - 0.28 – (E⁰_(Sc))

E⁰_Sc = - 2.08 V

ج- أكتب معادلة التفاعل الكلي في الخلية.

2Sc  +  3Co²⁺  →  2Sc³⁺    2Co²⁺