1- مركبات فلزات أعلى سلسلة الفاعلية مستقرة وتختزل بصعوبة. شرح السؤال 💡 فكر معي: الفلز النشط يتحد بقوة ليكون مركباً؛ فهل سيكون من السهل كسر هذا الارتباط القوي واستخلاص الفلز منه مجدداً؟ صح خطأ الإجابة الصحيحة: صحالتوضيح: الفلزات التي تقع في أعلى سلسلة الفاعلية (مثل البوتاسيوم والصوديوم والألومنيوم) تكون نشطة جداً وتتحد مع العناصر الأخرى بقوة هائلة. نتيجة لذلك، تكون مركباتها (خاماتها) شديدة الثبات والاستقرار، ولا يمكن اختزالها بالطرق العادية كالتسخين مع الكربون، بل تحتاج إلى طاقة هائلة عبر التحليل الكهربائي.خطوات الحل:مراجعة نشاط الفلزات العليا: نشطة جداً وتميل لتكوين أيونات مستقرة.ارتباط الاستقرار بالاختزال: كلما زاد استقرار المركب، زادت صعوبة تكسيره (اختزاله) للعودة للفلز النقي.الاستنتاج: العبارة صحيحة تماماً وتصف القاعدة الكيميائية بدقة.⚠️ انتبه (خطأ شائع): قد يعتقد البعض أن "الفلز النشط" يعني "مركباً غير مستقر". العكس هو الصحيح؛ الفلز النشط كيميائياً يُنتج مركبات شديدة الاستقرار.💡 إضاءة: لهذا السبب، ظل استخلاص الألومنيوم مستحيلاً حتى تم اكتشاف طريقة التحليل الكهربائي، مما جعله قديماً أغلى من الذهب!(الوحدة 2: الفلزات، الدرس 2-4: استقرارية المركبات الفلزية، ص 38)
2- تُختزل أكاسيد الفلزات التي وسط سلسلة الفاعلية الكيميائية بمجرد التسخين. شرح السؤال 💡 كيف نفكر؟ قارن بين صلابة وقوة أكاسيد الفلزات المتوسطة (كالحديد والخارصين) وبين الأكاسيد الضعيفة جداً في قاع السلسلة (كالزئبق والفضة). صح خطأ الإجابة الصحيحة: خطأالتوضيح: الفلزات التي تقع في قاعدة سلسلة الفاعلية (مثل الزئبق والفضة) هي فقط التي يمكن اختزال أكاسيدها وتحللها بمجرد التسخين البسيط دون حاجة لعامل مختزل. أما الفلزات التي في وسط السلسلة (مثل الحديد، الخارصين، الرصاص) فتحتاج إلى تسخين شديد مع عامل مختزل (مثل الكربون أو الهيدروجين) لانتزاع الأكسجين منها وعملية الصهر.خطوات الحل:مراجعة قمة السلسلة: تحتاج اختزال قوي جداً (تحليل كهربائي).مراجعة وسط السلسلة: تحتاج صهراً حرارياً مع عامل مختزل (كربون).مراجعة قاع السلسلة: تختزل الأكاسيد بمجرد التسخين المباشر.الاستنتاج: العبارة خصت فلزات الوسط بخاصية فلزات القاع، لذا فهي خاطئة.⚠️ انتبه (خطأ شائع): التسخين وحده لا يكفي لاستخلاص الحديد أو النحاس من أكاسيدها؛ لابد من توفر مادة أقوى لتسحب الأكسجين (تنتزعه) كالفحم.💡 تطبيق عملي: في الفرن العالي، نقوم بتسخين خام الحديد لدرجات حرارة تبلغ $1900$ مئوية، ومع ذلك لا يُختزل إلا بوجود فحم الكوك كعامل مختزل!(الوحدة 2: الفلزات، الدرس 2-4: استقرارية المركبات الفلزية، ص 39)
3- جميع السبائك الآتية يدخل في تركيبها نحاس عدا: شرح السؤال 💡 فكر معي: ما هي السبيكة التي تتميز بخفتها الشديدة واستخدامها في أدوات دقيقة وتتكون من الألومنيوم وفلز خفيف آخر فقط؟ ديورالومين ماجناليوم كونستنتان برونز الإجابة الصحيحة: ماجناليومالتوضيح: الماجناليوم هي سبيكة تتكون حصرياً من الألومنيوم والماغنسيوم، وتتميز بخفتها ومقاومتها العالية للتآكل، ولا يدخل النحاس في تركيبها. أما السبائك الأخرى المذكورة فتعتمد على النحاس كعنصر أساسي أو كعنصر مضاف للتقوية.خطوات الحل:تحليل الخيار الأول: الديورالومين (سبيكة الطائرات) تتكون من ألومنيوم ونحاس وماغنسيوم.تحليل الخيار الثالث: الكونستنتان يتكون من $60\%$ نحاس و $40\%$ نيكل.تحليل الخيار الرابع: البرونز (القديم) يتكون من $90\%$ نحاس و $10\%$ قصدير.الاستنتاج: الماجناليوم (من اسمها ماغنسيوم + ألومنيوم) هي السبيكة الوحيدة الخالية من النحاس.🧠 الحل بالاستبعاد: البرونز والكونستنتان من أشهر سبائك النحاس، فنستبعدهما. الديورالومين يحتوي على النحاس للصلابة، نستبعده. يتبقى الماجناليوم.💡 للاطلاع: تُستخدم سبيكة الماجناليوم في صناعة أجزاء الطائرات المروحية وميازين التحليل الدقيقة نظراً لخفتها المتناهية.(الوحدة 2: الفلزات، الدرس 2-2: خواص الفلزات والسبائك، ص 35)
4- أي من تفاعلات الإزاحة التالية لا تحدث؟ شرح السؤال 💡 كيف نفكر؟ راجع ترتيب الفلزات في سلسلة الفاعلية، وتذكر أن التفاعل يحدث فقط إذا كان الفلز الصلب أعلى (أنشط) من الفلز الموجود في المحلول كأيون. $\mathrm{Zn^{+2}_{(aq)}} + \mathrm{Pb_{(s)}} \rightarrow \mathrm{Pb^{+2}_{(aq)}} + \mathrm{Zn_{(s)}}$ $\mathrm{Cu^{+2}_{(aq)}} + \mathrm{Pb_{(s)}} \rightarrow \mathrm{Pb^{+2}_{(aq)}} + \mathrm{Cu_{(s)}}$ $\mathrm{Zn^{+2}_{(aq)}} + \mathrm{Mg_{(s)}} \rightarrow \mathrm{Mg^{+2}_{(aq)}} + \mathrm{Zn_{(s)}}$ $\mathrm{Ca_{(s)}} + \mathrm{Mg^{+2}_{(aq)}} \rightarrow \mathrm{Ca^{+2}_{(aq)}} + \mathrm{Mg_{(s)}}$ الإجابة الصحيحة: $\mathrm{Zn^{+2}_{(aq)}} + \mathrm{Pb_{(s)}} \rightarrow \mathrm{Pb^{+2}_{(aq)}} + \mathrm{Zn_{(s)}}$التوضيح: تعتمد تفاعلات الإزاحة على سلسلة الفاعلية الكيميائية، حيث يمكن لفلز أكثر فاعلية أن يزيح فلزاً أقل فاعلية من محلول أملاحه. الرصاص ($\mathrm{Pb}$) يقع أسفل الخارصين ($\mathrm{Zn}$) في سلسلة الفاعلية، مما يعني أن الرصاص أقل نشاطاً ولا يستطيع أبداً إزاحة الخارصين من محلوله، لذلك هذا التفاعل مستحيل.خطوات الحل:تحليل الخيار الثاني: الرصاص أنشط من النحاس، فيزيحه (يحدث).تحليل الخيار الثالث: الماغنسيوم أنشط من الخارصين، فيزيحه (يحدث).تحليل الخيار الرابع: الكالسيوم أنشط من الماغنسيوم، فيزيحه (يحدث).تحليل الخيار الأول: الرصاص أضعف من الخارصين، فلا يزيحه (لا يحدث).💡 ماذا لو: ماذا لو عُكس التفاعل؟ وضع فلز الخارصين في محلول ملح الرصاص سيؤدي لحدوث تفاعل فوري وترسب الرصاص.(الوحدة 2: الفلزات، الدرس 2-5: قدرة الفلزات على الإزاحة، ص 41)
