1- في الفرن الأكسجيني القاعدي تتحول الشوائب كالفسفور والسيليكون إلى أكاسيد قاعدية تتم معادلتها بأكسيد الكالسيوم. شرح السؤال عند أكسدة العناصر اللافلزية مثل الفسفور والسيليكون، ما الطبيعة الكيميائية (حمضية أم قاعدية) لأكاسيدها الناتجة؟ وبالمقابل، ما طبيعة أكسيد الكالسيوم؟ هل يعقل أن تتم معادلة قاعدة بقاعدة أخرى؟ صح خطأ الإجابة الصحيحة هي (خطأ).العبارة خاطئة لأن الشوائب اللافلزية مثل الفسفور (P) والسيليكون (Si) عند احتراقها بالأكسجين في المحول الأكسجيني، فإنها تكوّنأكاسيد حمضية(مثل $\mathrm{P_{2}O_{5}}$ و $\mathrm{SiO_{2}}$).هذه الأكاسيد الحمضية تتم معادلتها بإضافةقاعدة، وهي أكسيد الكالسيوم ($\mathrm{CaO}$) الذي يضاف إلى المحول. يتفاعل أكسيد الكالسيوم (أكسيد قاعدي) مع الأكاسيد الحمضية لتكوين خبث يمكن إزالته.العبارة ذكرت أن الشوائب تكون أكاسيد قاعدية، وهذا هو الخطأ.(الوحدة الثالثة: استخلاص الفلزات، الدرس 3-5: من الحديد إلى الفولاذ، صفحة 52)
2- أي ممايلي ليس صحيحاً عن سبائك الحديد: شرح السؤال تتمحور الإجابة حول تأثير إضافة الكربون على خواص الحديد. هل إضافة ذرات الكربون تجعل انزلاق طبقات الحديد أسهل أم أصعب؟ فكر في عبارة "تقلل من صعوبة" وماذا تعني. الفولاذ المطاوع ذو نسبة كربون قليلة يحتوي 99.5% حديد وهو لين شائبة الكربون تقلل من صعوبة انزلاق سطح فوق آخر في شبكة الحديد فولاذ التنجستن يستخدم في صناعة أدوات القطع يستخدم فولاذ المنجنيز في صناعة الزنبركات الإجابة الصحيحة هي: (شائبة الكربون تقلل من صعوبة انزلاق سطح فوق آخر في شبكة الحديد).هذه العبارة غير صحيحة بسبب صياغتها. عبارة "تقلل من صعوبة" تعني "تسهّل". والصحيح أن وجود ذرات الكربون كشوائب في شبكة الحديديعيقانزلاق طبقات ذرات الحديد فوق بعضها، أي أنهيزيد من صعوبةالانزلاق، وهذا ما يجعل الفولاذ أصلب وأقوى من الحديد النقي.بقية الخيارات صحيحة وتصف خواص واستخدامات أنواع مختلفة من الفولاذ.(الوحدة الثالثة: استخلاص الفلزات، الدرس 3-5: من الحديد إلى الفولاذ، صفحة 52)
3- يسمى الحديد النقي شرح السؤال فرق بين المصطلحات المختلفة المتعلقة بالحديد: حديد الزهر (الناتج من الفرن العالي)، الفولاذ (سبيكة)، والحديد النقي جداً الذي نحصل عليه بعد إزالة الشوائب من حديد الزهر. حديد غفل حديد زهر فولاذ حديد مطاوع الإجابة الصحيحة هي: (حديد مطاوع).بعد تنقية حديد الزهر (الناتج من الفرن العالي) في المحول الأكسجيني وإزالة معظم الشوائب، خصوصاً الكربون، نحصل على حديد نقي جداً (حوالي 99.5% حديد) يسمىالحديد المطاوع. هذا الحديد لين نسبياً وقابل للطرق، وهو المادة الأساسية التي تضاف إليها العناصر الأخرى لصناعة سبائك الفولاذ المختلفة.(الوحدة الثالثة: استخلاص الفلزات، الدرس 3-5: من الحديد إلى الفولاذ، صفحة 51-52)
4- أي العبارات التالية صحيحة؟ شرح السؤال 💡 فكر معي: راجع تفاصيل استخلاص الحديد في الفرن العالي وتنقيته لاحقاً؛ أين يوجد الخبث؟ وكيف نتخلص من الشوائب الفسفورية في المحول؟ يطفو الحديد المصهور الناتج من الفرن العالي فوق الخبث ينتج حديد نقي من الفرن العالي غاز $\mathrm{CO}$ الذي يختزل خام الحديد في الفرن العالي يمكن أن نحصل عليه من أكسدة $\mathrm{CO_2}$ بفحم الكوك يتم التخلص من شوائب الفوسفور والسيليكون في الفرن الأكسجيني القاعدي بأكسدتها ثم معادلتها بالجير الحي الإجابة الصحيحة: يتم التخلص من شوائب الفوسفور والسيليكون في الفرن الأكسجيني القاعدي بأكسدتها ثم معادلتها بالجير الحيالتوضيح: في الفرن الأكسجيني القاعدي (الذي يحول الحديد الزهر إلى فولاذ)، يُنفخ الأكسجين لأكسدة الشوائب (مثل السيليكون والفسفور) لتحويلها لأكاسيد حمضية. ثم يتم التخلص من هذه الأكاسيد الحمضية عن طريق إضافات قاعدية مثل أكسيد الكالسيوم (الجير الحي) لتكوين الخبث وإزالتها.خطوات الحل:تحليل الخيار الأول: الخبث أخف من الحديد، فالحديد المصهور يغوص في القاع والخبث يطفو فوقه وليس العكس. (خطأ)تحليل الخيار الثاني: الفرن العالي يُنتج "حديد زهر" غير نقي يحتوي على حوالي $4$% كربون وشوائب أخرى. (خطأ)تحليل الخيار الثالث: غاز $\mathrm{CO}$ ينتج من "اختزال" $\mathrm{CO_2}$ بفحم الكوك، وليس أكسدته. (خطأ)تحليل الخيار الرابع: الوصف لعملية التنقية في المحول الأكسجيني وصف دقيق وكامل. (صحيح)💡 للاطلاع: الحديد النقي جداً (الحديد المطاوع) لين للغاية ولا يفيد في الصناعة، لذلك يُخلط دائماً بنسب مدروسة من الكربون لإنتاج "الفولاذ" المتين.(الوحدة 3: استخلاص الفلزات، الدرس $3$-$5$: من الحديد إلى الفولاذ، ص 52)
