الإجابة الصحيحة: خطأ

التوضيح: خام ركائز الخارصين هو كيميائياً "كبريتيد الخارصين" ($\mathrm{ZnS}$). عند تحميصه بشدة في الهواء (الأكسجين)، يتأكسد كل من الخارصين والكبريت. وينتج أكسيد الخارصين الصلب ويتصاعد غاز ثاني أكسيد الكبريت ($\mathrm{SO_2}$) كناتج ثانوي، وليس ثاني أكسيد الكربون.

خطوات الحل:

• تحديد التركيب الكيميائي للخام: ركائز الخارصين هي $\mathrm{ZnS}$.
• كتابة معادلة التحميص: $2\mathrm{ZnS} + 3\mathrm{O_2} \rightarrow 2\mathrm{ZnO} + 2\mathrm{SO_2}$.
• تحديد الناتج الثانوي: الغاز المتصاعد هو ثاني أكسيد الكبريت ($\mathrm{SO_2}$).
• الاستنتاج: العبارة خاطئة لأنها تدعي خروج $\mathrm{CO_2}$.

⚠️ انتبه (خطأ شائع): يخلط الطلاب بين تحميص الكبريتيدات (الذي يعطي $\mathrm{SO_2}$) وبين الانحلال الحراري لخامات الكربونات (الذي يعطي $\mathrm{CO_2}$).

💡 للاطلاع: غاز ثاني أكسيد الكبريت الناتج لا يُهدر، بل يتم جمعه في المصانع واستخدامه في صناعة حمض الكبريتيك عبر طريقة التلامس.

(الوحدة 3: استخلاص الفلزات، الدرس 3-3: الكربون وسلسلة الفاعلية، ص 50)

الإجابة الصحيحة: حجر القصدير

التوضيح: الخامات الطبيعية للفلزات غالباً ما تكون أكاسيد أو كبريتيدات أو كربونات. حجر القصدير هو المكون الكيميائي لأكسيد القصدير ($\mathrm{SnO_2}$)، وبالتالي فهو يحتوي على عنصر الأكسجين بشكل أساسي في تركيبه.

خطوات الحل:

• تحليل الخيار الأول: السينابار هو كبريتيد الزئبق ($\mathrm{HgS}$) - لا يحتوي على أكسجين.
• تحليل الخيار الثالث: الجالينا هي كبريتيد الرصاص ($\mathrm{PbS}$) - لا تحتوي على أكسجين.
• تحليل الخيار الرابع: ركائز الخارصين هي كبريتيد الخارصين ($\mathrm{ZnS}$) - لا تحتوي على أكسجين.
• الاستنتاج: حجر القصدير ($\mathrm{SnO_2}$) هو الخام الوحيد هنا الذي ينتمي لعائلة الأكاسيد.

💡 إضاءة: لأن حجر القصدير من خامات الأكاسيد لفلز متوسط الفاعلية، يتم استخلاص القصدير منه مباشرة بتسخينه مع الفحم (الكربون) كعامل مختزل لسحب الأكسجين.

(الوحدة 3: استخلاص الفلزات، الدرس 3-1: حلقة الاتصال بسلسلة الفاعلية، ص 48)

الإجابة الصحيحة: تفقد أيونات الألومنيوم ثلاثة إلكترونات إلى الكاثود

التوضيح: في خلية التحليل الكهربائي للألومينا، يمثل الكاثود (البطانة) القطب السالب، وتهاجر إليه أيونات الألومنيوم الموجبة ($\mathrm{Al^{3+}}$). لكي تتحول الأيونات إلى فلز الألومنيوم النقي، يجب أن تكتسب (تتحد مع) ثلاثة إلكترونات في عملية اختزال. العبارة التي تقول إنها "تفقد" إلكترونات هي عكس الحقيقة العلمية تماماً.

خطوات الحل:

• تحليل الخيار الأول: الأكسجين الناتج يتفاعل مع أقطاب الجرافيت (الكربون) ويحرقها لتكوين $\mathrm{CO_2}$ (العبارة صحيحة).
• تحليل الخيار الثاني: تصنع الأقطاب من الجرافيت المقاوم للحرارة (العبارة صحيحة).
• تحليل الخيار الثالث: أيونات الأكسيد السالبة تتجه للأنود لتتأكسد لغاز أكسجين (العبارة صحيحة).
• تحليل الخيار الرابع: أيونات $\mathrm{Al^{3+}}$ تكتسب $3$ إلكترونات للاختزال، ولا تفقدها (العبارة خاطئة، وهي المطلوب).

💡 معادلة الاختزال: يمكن التعبير عن التفاعل عند الكاثود ببساطة: $\mathrm{Al^{3+}_{(l)}} + 3\mathrm{e^-} \rightarrow \mathrm{Al_{(l)}}$

(الوحدة 3: استخلاص الفلزات، الدرس 3-7: استخلاص الألومنيوم : اختزال الكتروليتي، ص 55)

الإجابة الصحيحة: مطاوع ذو نسبة كربون قليلة

التوضيح: الفولاذ المطاوع هو سبيكة للحديد تحتوي على نسبة كربون منخفضة (حوالي $0.5\%$). هذه النسبة القليلة تجعله ليناً بما يكفي ليتم طرقه وتشكيله بسهولة لعمل هياكل السيارات والآلات، مع الاحتفاظ بمتانة أعلى من الحديد النقي.

خطوات الحل:

• تحليل الخيار الأول: فولاذ المنجنيز قاسٍ جداً ويُستخدم في الحفارات وزنبركات السيارات.
• تحليل الخيار الثاني: الفولاذ اللاصدأ قوي ومقاوم للتآكل ويستخدم للمصانع الكيميائية.
• تحليل الخيار الرابع: الفولاذ عالي الكربون صلب وهش ويستخدم في أدوات القطع.
• الاستنتاج: الخيار الثالث (الفولاذ المطاوع منخفض الكربون) هو المناسب للهياكل.

💡 للاطلاع: في حالة حوادث الاصطدام، الهيكل المصنوع من الفولاذ المطاوع ينعجج (يطعج) ليمتص صدمة الحادث ويحمي الركاب، بعكس الفولاذ شديد الصلابة الذي قد ينكسر.

(الوحدة 3: استخلاص الفلزات، الدرس 3-5: من الحديد إلى الفولاذ، ص 52)