1- يتفاعل الحديد مع أكسيد الألومنيوم في وجود شريط ماغنسيوم مشتعل وينتج من التفاعل حرارة عالية جداً شرح السؤال 💡 فكر معي: هل يستطيع فلز متوسط الفاعلية كالحديد أن يزيح فلزاً قوياً ونشطاً يقع أعلى منه في السلسلة كالألومنيوم من أكسيده؟ صح خطأ الإجابة الصحيحة: خطأالتوضيح: تفاعل الإزاحة الحرارية يتطلب أن يكون الفلز المتفاعل أنشط من الفلز الموجود في الأكسيد. تفاعل "الثرميت" الشهير يتم عكسياً؛ حيث يتفاعل الألومنيوم (الأنشط) مع أكسيد الحديديك (الأضعف) لإنتاج أكسيد الألومنيوم وحديد مصهور وحرارة هائلة. أما الحديد فلا يمكنه أبداً اختزال أكسيد الألومنيوم لكونه أقل نشاطاً.⚠️ انتبه (خطأ شائع): الخلط بين المتفاعلات والنواتج في تفاعل الثرميت هو فخ شائع. المتفاعل دائماً هو الفلز الأنشط حرّاً (الألومنيوم) والأكسيد هو للفلز الأضعف (الحديد).💡 للاطلاع: تستخدم الحرارة الجبارة الناتجة من تفاعل الثرميت الحقيقي في لحام قضبان السكك الحديدية في الأماكن الصحراوية والنائية لعدم الحاجة لآلات لحام ضخمة.(الوحدة 2: الفلزات، الدرس 2-5: قدرة الفلزات على الإزاحة، ص 40)
2- فلزات أعلى سلسلة الفاعلية ذراتها غير مستقرة وأيوناتها ثابتة في مركباتها شرح السؤال 💡 كيف نفكر؟ اربط بين قوة ونشاط الفلز وبين ميله للبقاء كعنصر حر أو التحول إلى مركب. ماذا يعني الفلز النشط كيميائياً؟ صح خطأ الإجابة الصحيحة: صحالتوضيح: الفلزات التي تقع في أعلى السلسلة (كالبوتاسيوم والصوديوم) تتميز بنشاط كيميائي هائل، وهذا النشاط يعني أن ذراتها الحرة تعاني من عدم استقرار شديد، فتسعى فوراً لفقد إلكتروناتها والتفاعل. وبمجرد تحولها إلى أيونات وارتباطها لتكوين مركبات، تصبح في حالة استقرار تام (ثابتة)، مما يجعل تفكيك هذه المركبات غاية في الصعوبة.⚠️ انتبه (خطأ شائع): الفلزات النبيلة (كالذهب في قاع السلسلة) تعكس هذه القاعدة تماماً؛ فذراتها الحرة مستقرة جداً ولا تتفاعل، وإذا أجبرت على تكوين مركبات تكون أيوناتها غير ثابتة وسرعان ما تتحلل.💡 للاطلاع: بسبب هذا الاستقرار الهائل لأيوناتها في المركبات، لا يمكننا استخدام حرارة الفحم العادية لاستخلاص الألومنيوم والصوديوم، ونحتاج لطاقة كهربائية جبارة لفصلها.(الوحدة 2: الفلزات، الدرس 2-4: استقرارية المركبات الفلزية، ص 38)
3- أكسيد الخارصين يمكن اختزاله بالكربون ، ويمكن اختزاله بالهيدروجين شرح السؤال 💡 مفتاح الحل: حدد موقع الخارصين بدقة في سلسلة الفاعلية، وقارن موقعه مع موقع الكربون وموقع الهيدروجين لتعرف من الأقوى القادر على انتزاع الأكسجين منه. صح خطأ الإجابة الصحيحة: خطأالتوضيح: في سلسلة الفاعلية، يقع الكربون فوق الخارصين ($\mathrm{Zn}$)، لذلك يُعد الكربون عاملاً مختزلاً أقوى ويمكنه انتزاع الأكسجين من أكسيد الخارصين عند التسخين. لكن الهيدروجين يقع أسفل الخارصين في السلسلة ($\mathrm{Zn > Fe > Pb > H > Cu}$)، وبالتالي فإن الهيدروجين أضعف من الخارصين ولا يمتلك القوة الكافية لاختزاله.خطوات الحل:ترتيب العناصر: الكربون > الخارصين > الهيدروجين.اختزال الكربون: ممكن لأنه أعلى من الخارصين (الجزء الأول صحيح).اختزال الهيدروجين: مستحيل لأنه أسفل الخارصين في النشاط.الاستنتاج: بما أن الجزء الثاني خاطئ، العبارة ككل تُعد خاطئة.⚠️ انتبه (خطأ شائع): يعتقد البعض أن أي عامل مختزل مشهور (كالهيدروجين) يمكنه اختزال كل شيء. الهيدروجين لا يختزل إلا أكاسيد الفلزات التي تقع أسفل منه في السلسلة كالنحاس.💡 للاطلاع: يُستخدم فرن الاختزال الخاص بالخارصين حرارة عالية جداً مع الكربون لدرجة أن الخارصين الناتج يتبخر فور تكونه للحصول عليه نقياً.(الوحدة 2: الفلزات، الدرس 2-4: استقرارية المركبات الفلزية، ص 38)
4- أعلى الفلزات مقاومة للتآكل ........ شرح السؤال 💡 مفتاح الحل: ابحث عن الفلزات التي تستخدم في التطبيقات التي تتطلب مقاومة عالية للتآكل والصدأ، مثل هياكل الطائرات، أو تلك التي تستخدم في جلفنة الحديد لحمايته. $\mathrm{Cu} - \mathrm{Ag}$ $\mathrm{Zn} - \mathrm{Al}$ $\mathrm{Na} - \mathrm{Al}$ $\mathrm{Fe} - \mathrm{Cr}$ الإجابة الصحيحة: $\mathrm{Zn} - \mathrm{Al}$التوضيح: يتميز كل من الألومنيوم ($\mathrm{Al}$) والخارصين ($\mathrm{Zn}$) بأعلى مقاومة للتآكل. الألومنيوم يكوّن طبقة أكسيد متماسكة تحميه من التآكل المستمر، والخارصين يقاوم التآكل بشدة ويُستخدم في حماية الفلزات الأخرى كالحديد من الصدأ.🧠 الحل بالاستبعاد: الصوديوم يتفاعل بشدة مع الهواء والماء، والحديد يصدأ بسهولة، لذا نستبعد الخيارين الثالث والرابع. النحاس والفضة مقاومان لكن المنهج نص صراحة في جدول الخواص على أن $\mathrm{Zn}$ و $\mathrm{Al}$ هما الأعلى في مقاومة التآكل، لذا نستبعد الخيار الأول.💡 للاطلاع: طبقة الأكسيد الواقية في الألومنيوم يمكن تقويتها بعملية تسمى "الاستخدام الأنودي" لزيادة مقاومتها وحمايتها.(الوحدة 2: الفلزات، الدرس 2-2: خواص الفلزات والسبائك، ص 35)
