حلول الأسئلة

السؤال

زن المعادلات الأيونية الكلية لتفاعلات الأكسدة والاختزال الآتية:

Ce4+(aq) +Sn 2+ (aq) → Ce 3+ (aq) +Sn 4+ (aq)

الحل

Ce4+ + e - →Ce 3+

Sn2+ → Sn 4+ + 2e -

2Ce4+ +2 e - → 2Ce 3+

Sn2+ → Sn 4+ + 2e -

2Ce4+ + Sn 2+ → Sn 4+ + 2Ce 3+

شاهد حلول جميع الاسئلة

حل اسئلة 2-4

الفصل 4 التقويم

4-2

اتقان المفاهيم

51. قارن بين معادلة الأكسدة والاختزال الموزونة في الوسط الحمضي والوسط القاعدي.

يمكن ل ِ+H و H2O أن تشارك في تفاعلات الأكسدة والاختزال التي تحدث في المحاليل الحمضية، إما بوصفها متفاعلات أو نواتج. ويتضمن تفاعل الأكسدة والاختزال في المحلول القاعدي - OH و H2O إما على صورة متفاعلات أو نواتج.

52. فسر. لماذا تعد كتابة أيون الهيدروجين على هيئة +H في تفاعلات الأكسدة والاختزال تبسيطاً للواقع.

تتحد أيونات الهيدروجين بالماء في المحاليل المائية في شكلها المائي، أيونات الهيدرونيوم +H3O، ولا يمكن أن توجد في صورة +H. ولكنها تكتب وفي بعض الأحيان في صورة +H لتبسيط المعادلة الكيميائية المكتوبة.

53. لماذا يتعين عليك قبل أن تبدأ بوزن معادلة تفاعل الأكسدة والاختزال معرفة ما إذا كان التفاعل يحدث في وسط حمضي أو قاعدي؟

لأنه إذا كان الوسط حمضياً يتم موازنة ذرات الهيدروجين بإضافة أيونات الهيدروجين، وفي الوسط القاعدي يتم إضافة عدد من أيونات الهيدروكسيد يساوي عدد أيونات الهيدروجين.

54. فسّر ما الأيون المتفرج؟

الأيونات المتفرجة هي الأيونات التي توجد في الحسابات الكيميائية على طرفي معادلة الأكسدة والاختزال بالمقدار نفسه لكنها لا تتغير في خلال التفاعل لذا يمكن حذفها من المعادلة.

55. عرّف مصطلح أنواع المواد بدلالة تفاعلات الأكسدة والاختزال.

المادة أي صنف من الوحدات الكيميائية توجد في عمليات الأكسدة أو الاختزال وقد تكون أيوناً أو جزيئاً أو ذرات حرة.

56. هل المعادلة الآتية موزونة؟ فسر إجابتك.

Fe(s) +Ag+(aq) → Fe2+(aq)+Ag(s)

لا، حيث لا تساوي الشحنة الكلية في الجهة اليسرى الشحنة الكلية في الجهة اليمنى.

57. هل المعادلة الآتية تمثل عملية أكسدة أم عملية اختزال؟ فسّر إجابتك.

Zn2+ (aq) +2e- →Zn (s)

اختزال تكتسب الإلكترونات ويقل عدد التأكسد Zn.

58. صف ما يحدث للإلكترونات في كل نصف تفاعل من عملية الأكسدة والاختزال.

تكتسب الإلكترونات من قبل بعض المواد خلال نصف تفاعل الاختزال وتفقد الإلكترونات من بعض المواد خلال نصف تفاعل الأكسدة.

اتقان حل المسائل

59. استعمل طريقة عدد التأكسد لوزن معادلات الأكسدة والاختزال الآتية:

Cl2(g) + NaOH(aq)→ NaCl(s) +HOCl(aq) .a

table attributes columnspacing 1em end attributes row cell 0 space of 1em plus 1 minus 2 plus 1 space of 1em plus 1 minus 1 plus 1 minus 2 plus 1 end cell row cell C ell subscript 2 left parenthesis g right parenthesis plus N a O H subscript left parenthesis a q right parenthesis end subscript not stretchy rightwards arrow N a C ell subscript left parenthesis S right parenthesis end subscript plus H O C ell subscript left parenthesis a q right parenthesis end subscript end cell row cell C ell subscript 2 plus e to the power of minus not stretchy rightwards arrow C ell to the power of minus end cell row cell C ell subscript 2 not stretchy rightwards arrow O C ell to the power of minus plus e to the power of minus end cell row cell C ell subscript 2 plus N a O H not stretchy rightwards arrow H O C ell plus N a C ell end cell end table

HBrO3(g) → Br2(l) +H2O(l) +O2 (g) .b

table attributes columnspacing 1em end attributes row cell plus 1 plus 5 minus 2 space of 1em plus 1 minus 2 space of 1em 0 end cell row cell HBrO subscript 3 left parenthesis g right parenthesis not stretchy rightwards arrow Br subscript 2 left parenthesis l right parenthesis plus straight H subscript 2 straight O subscript left parenthesis l right parenthesis end subscript plus straight O subscript 2 left parenthesis g right parenthesis end cell row cell HBrO subscript 3 not stretchy rightwards arrow straight O subscript 2 plus 2 e to the power of minus end cell row cell HBrO subscript 3 plus 5 e to the power of minus not stretchy rightwards arrow Br subscript 2 end cell row cell 5 HBrO subscript 3 not stretchy rightwards arrow 5 straight O subscript 2 plus 10 e to the power of minus end cell row cell 2 HBrO subscript 3 plus 10 e to the power of minus not stretchy rightwards arrow 2 Br subscript 2 end cell row cell 4 HBrO subscript 3 not stretchy rightwards arrow 2 Br subscript 2 plus 2 straight H subscript 2 straight O plus 5 straight O subscript 2 end cell end table

60. زن المعادلات الأيونية الكلية لتفاعلات الأكسدة والاختزال الآتية:

Au3+(aq)+I-(aq)→ Au(s)+I2(s) .a

Au3+ +3e- Au

I-→ I2 + e-

2Au3+ +6e- →2 Au

6I-→ 3I2 +6e-

2Au3+ +6I- → 2Au+3I2

Ce4+(aq)+Sn2+(aq)→ Ce3+(aq)+Sn4+(aq) .b

Ce4+ + e- →Ce3+

Sn2+→ Sn4++ 2e-

2Ce4+ +2 e- → 2Ce3+

Sn2+→ Sn4++ 2e-

2Ce4++ Sn2+→ Sn4++ 2Ce3+

61. استخدم طريقة عدد التأكسد لوزن معادلات الأكسدة والاختزال الأيونية الآتية:

Al + I2→ Al3++ I- .a

table attributes columnspacing 1em end attributes row cell 0 space of 1em plus 3 minus 1 end cell row cell A ell plus I subscript 2 not stretchy rightwards arrow A ell to the power of 3 plus end exponent plus I to the power of minus end cell row cell A ell not stretchy rightwards arrow A ell to the power of 3 plus end exponent plus 3 e to the power of minus end cell row cell I subscript 2 plus e to the power of minus not stretchy rightwards arrow I to the power of minus end cell row cell 2 A ell not stretchy rightwards arrow 2 A ell to the power of 3 plus end exponent plus 6 e to the power of minus end cell row cell 3 I subscript 2 plus 6 e to the power of minus not stretchy rightwards arrow 6 I to the power of minus end cell row cell 2 A ell plus 3 I subscript 2 not stretchy rightwards arrow 2 A ell to the power of 3 plus end exponent plus 6 I to the power of minus end cell end table

b. (في الوسط الحمضي)

MnO2+Br-→ Mn2++Br2

table attributes columnspacing 1em end attributes row cell plus 4 minus 2 minus 1 plus 2 space of 1em 0 end cell row cell MnO subscript 2 plus Br to the power of minus not stretchy rightwards arrow Mn to the power of 2 plus end exponent plus Br subscript 2 end cell row cell MnO subscript 2 plus 2 e to the power of minus not stretchy rightwards arrow Mn to the power of 2 plus end exponent end cell row cell Br to the power of minus not stretchy rightwards arrow Br subscript 2 plus e to the power of minus end cell row cell MnO subscript 2 plus 2 e to the power of minus plus 4 straight H to the power of plus not stretchy rightwards arrow Mn to the power of 2 plus end exponent plus 2 straight H subscript 2 straight O end cell row cell 2 Br to the power of minus not stretchy rightwards arrow Br subscript 2 plus 2 e to the power of minus end cell end table
MnO subscript 2 plus 4 straight H to the power of plus plus 2 Br to the power of minus not stretchy rightwards arrow Mn to the power of 2 plus end exponent plus 2 straight H subscript 2 straight O plus Br subscript 2

62. استعمل طريقة عدد التأكسد لوزن معادلات الأكسدة والاختزال الآتية:

PbS(s)+ O2(g)→ PbO(s)+ SO2(g) .a

مثال

2PbS(s)+ 3O2(g)→ 2PbO(s)+ 2SO2(g)

NaWO3(s) + NaOH(s) + O2(g)→ Na2WO4 +H2O(g) .b

مثال

2NaWO3(s) + 4NaOH(s) + O2(g)→ 4Na2WO4 +2H2O(g)

NH3(g) + CuO(s) →Cu(s) +N2(g) + H2O(g) .c

مثال

3NH3(g) +3 CuO(s) →3Cu(s) +N2(g) + 3H2O(g)

Al2O3(s) + C(s) +Cl2(g)→AlCl3(s) + CO(g) .d

مثال

Al2O3(s) + 3C(s) +3Cl2(g)→2AlCl3(s) + 3CO(g)

63. الياقوت. يتكون معدن الكورنديوم من أكسيد الألومنيوم Al2O3 وهو عديم اللون ويعد أكسيد الألومنيوم المكون الرئيس للياقوت إلا أنه يحتوي على مقادير بسيطة من +Fe2 و +Ti4 ويعزى لون الياقوت إلى انتقال الإلكترونات من +Fe2 إلى +Ti4. استنادًا إلى الشكل 4-11 استنتج التفاعل الذي يحدث لينتج المعدن في الجهة اليمنى وحدد العامل المؤكسد والعامل المختزل.

 الشكل 4-11

Fe2+ + Ti4+→ Fe3+ + Ti 3+ .

.العامل المؤكسد :Ti

.العامل المختزل :Fe

الفصل 4 التقويم

64. اكتب نصفي تفاعل الأكسدة والاختزال في كل من معادلات الأكسدة والاختزال الآتية على الصورة الأيونية إذا حدث في المحلول المائي:

PbO(s)+ NH3(g) →N2(g)+H2O(l)+Pb .a

-NH3(g) →N 2(g)+3e أكسدة

PbO (s)+ 2e - → Pb(s) اختزال

I2(s)+Na2S2O3(aq) →Na2S2O4(aq)+NaI .b

I2(s) + 2e - → 2I(aq) اختزال

S2O2-3 (aq)→ S2O2-3 (aq) + 2e - أكسدة

Sn(s)+HCl(aq) → SnCl2(aq)+H2(g) .c

-Sn(s)→ Sn2+(aq) + 2e: أكسدة

2H+ (aq) + 2e - →H2: اختزال

65. اكتب نصفي التفاعل اللذين يكونان معادلة الأكسدة والاختزال الموزونة الآتية:

3H2C2O4(l) + 2HAsO2(aq) →6CO2(g) + 2As(s) + 4H2O(l)

66. أي أنصاف التفاعلات الآتية أكسدة وأيها اختزال؟

الشكل 12 -4

Fe2+(aq) →Fe3+(aq)+ e- .a

أكسدة.

MnO4- (aq) + 5e- + 8H+ (aq) →Mn2+ (aq) + 4H2O (l) .b

اختزال.

2H+ (aq) +2e- →H2(g) .c

اختزال.

F2(g) →2F- (aq) + 2e- .d

أكسدة.

67. النحاس. عندما توضع شرائح النحاس في محلول نترات الفضة كما في الشكل 12 -4 يبدو فلز الفضة أزرق اللون وتتكون نترات النحاس II. اكتب المعادلة الكيميائية غير الموزونة ثم حدد حالة التأكسد لكل عنصر فيها اكتب أيضاً نصفي معادلة التفاعل وحدّد أيهما تأكسد وأيهما اختزل وأخيراً اكتب المعادلة الكيميائية الموزونة للتفاعل.

AgNO3(aq)+Cu(s)→Cu(NO3)2(aq)+Ag(s)

حالة التأكسد للمواد المتفاعلة:

Ag: +1, N: +5, O: -2, Cu: +2

الأكسدة:

Cu→Cu2+ +2e-

الاختزال:

1e- + Ag+ → Ag

المعادلة الكيميائية الموزونة:

68. استخدم طريقة عدد التأكسد لوزن معادلات الأكسدة والاختزال الأيونية الآتية:

MoCl5(s) +S2-(aq) →MoS2(s) + Cl-(aq) + S(s) .a

مثال

2MoCl5(s) +5S2-(aq) →2MoS2(s) + 10Cl-(aq) + S(s)

TiCl2-6( aq) + Zn(s) →Ti3+ (aq) + Cl-(aq) + Zn2+ (aq). .b

مثال

2TiCl2-6( aq) + Zn(s) →2Ti3+ (aq) +12 Cl-(aq) + Zn2+ (aq)

69. استعمل طريقة نصف التفاعل لوزن معادلات تفاعلات الأكسدة والاختزال الآتية مضيفاً جزيئات الماء وأيونات الهيدروجين (في الوسط الحمضي) أو أيونات الهيدروكسيد (في الوسط القاعدي) إذا تطلب الأمر ذلك:

NH3(g) + NO2(g) → N2(g) + H2O(l) .a

table attributes columnspacing 1em end attributes row cell NH subscript 3 not stretchy rightwards arrow straight N subscript 2 plus 3 e to the power of minus end cell row cell NO subscript 2 plus 4 e to the power of minus not stretchy rightwards arrow straight N subscript 2 end cell row cell 8 NH subscript 3 not stretchy rightwards arrow 4 straight N subscript straight Z plus 24 e to the power of minus plus 24 straight H to the power of plus end cell row cell 6 NO subscript 2 plus 24 e to the power of minus plus 24 straight H to the power of plus not stretchy rightwards arrow 3 straight N subscript 2 plus 12 straight H subscript 2 straight O end cell row cell 8 NH subscript 3 plus 6 NO subscript 2 not stretchy rightwards arrow 4 straight N subscript 2 plus 3 straight N subscript 2 plus 12 straight H subscript 2 straight O end cell row cell 8 NH subscript 3 plus 6 NO subscript 2 not stretchy rightwards arrow 7 straight N subscript 2 plus 12 straight H subscript 2 straight O end cell end table

Br2 (l) → Br-(aq) + BrO3-(aq) .b

(في الوسط القاعدي)

Error converting from MathML to accessible text.

Error converting from MathML to accessible text.

Br2+ 12OH- → 2BrO3- + 6H2O + 10e-
5 (Br2 + 10e- → 10Br-)

1 half(6Br2 + 12OH- + 10e- → 2BrO3- + 6H2O +10Br- + 10e-)

3Br2(l)+6OH- (aq)→5Br- (aq)+BrO3-(aq)+3H2O(l)

70. زن معادلة التأكسد والاختزال الآتية وأعد كتابتها بشكلها الأيوني الكامل ثم اشتق المعادلة الأيونية الكلية وزنها بطريقة نصف التفاعل على أن تكون الإجابة النهائية بمعاملات الوزن ولكن على النحو الآتي:

KMnO4(aq)+FeSO4(aq)+H2SO4(aq) → Fe2(SO4)3(aq)+MnSO4(aq)+K2SO4(aq)+H2O(l)

المعادلة الكلية:

K+ (aq) + MnO-4(aq) + Fe2+(aq) + SO2-4(aq) + 2H+(aq) + SO2- 4(aq)→2Fe3+(aq)+ 3SO2-4 (aq) + Mn2+(aq) + SO2-4(aq) + 2K+(aq) +SO2- 4(aq)

المعادلة النهائية:

MnO-4(aq) + Fe2+(aq) + H+(aq) →2Fe3+(aq + Mn2+(aq)

:أنصاف التفاعل

Error converting from MathML to accessible text.

Mn with plus 7 on top straight O subscript 4 superscript minus plus 5 straight e to the power of minus not stretchy rightwards arrow straight M with plus 7 on top to the power of space text n end text to the power of 2 plus end exponent

10Fe2+ → 10Fe3+ + 10e-

2MnO4- + 10e- + 16H+ → 2Mn2+ + 8H2O + 2Mn2+ + 8H2O

10Fe2+ + 2MnO4- + 16H+ → 10Fe3+ + 2Mn2+ + 8H2O

2(MnO4- + 8H+ + 5e- → Mn2+ + 4H2O)

5Fe2+ + 2MnO4- + 16H+ + 10e - → 10Fe3+ +2Mn2+ + 8H2O + 20e -

71. استخدم طريقة عدد التأكسد في وزن معادلات الأكسدة والاختزال الآتية:

PbO(s) + NH3(g) → N2(g) + H2O(l) + Pb(s) .a

أكسدة:

-NH3(g) → N2(g)+ 3e

اختزال:

2e- + PbO(s)→Pb(s)

I2(s) + Na2S2O3(aq) → Na2S2O4(aq) + NaI(aq) .b

أكسدة:

2 S2O2-3 →2 S2O2-3+2e-

اختزال:

I2(s) +2e- → 2I-

Sn(s) + HCl(aq)→ SnCl2(aq) +H2(g) .c

أكسدة:

Sn(s)→ Sn2++2e-

اختزال:

2H+ +2e- → H2(g)

72. استخدم طريقة نصف التفاعل في وزن هذه المعادلات مضيفاً جزيئات الماء وأيونات الهيدروجين (في الوسط الحمضي) أو أيونات الهيدروكسيد (في الوسط القاعدي) عند الحاجة واحتفظ بالمعادلات الموزونة في صورة معادلة أيونية نهائية:

Cl-(aq) + NO-3(aq) → ClO-(aq) + NO(g) .a

(في الوسط الحمضي)

bold C with negative 1 on top L not stretchy rightwards arrow stack C l 0 to the power of italic minus space with plus 1 on top plus 2 straight e to the power of minus

bold N with bold plus bold 5 on top bold O subscript bold 3 to the power of bold minus bold plus bold 3 bold e to the power of bold minus not stretchy rightwards arrow space large NO from space to plus 2 of

table attributes columnalign right left right left right left right left right left right left columnspacing 0em 2em 0em 2em 0em 2em 0em 2em 0em 2em 0em end attributes row blank cell Cl to the power of minus plus straight H subscript 2 straight O not stretchy rightwards arrow ClO to the power of minus plus 2 straight H to the power of plus plus 2 straight e to the power of minus end cell row blank cell NO subscript 3 superscript minus plus 4 straight H to the power of plus plus 3 straight e to the power of minus not stretchy rightwards arrow NO plus 2 straight H subscript 2 straight O end cell row blank cell 3 Cl to the power of minus plus 3 straight H subscript 2 straight O not stretchy rightwards arrow 3 ClO to the power of minus plus 6 straight H to the power of plus plus 6 straight e to the power of minus end cell row blank cell 2 NO subscript 3 superscript minus plus 8 straight H to the power of plus plus 6 straight e to the power of minus not stretchy rightwards arrow 2 NO plus 4 straight H subscript 2 straight O end cell row blank cell 3 Cl to the power of minus plus 3 straight H subscript 2 straight O plus 2 NO subscript 3 superscript minus plus 8 straight H to the power of minus plus 6 straight e to the power of minus not stretchy rightwards arrow end cell row blank cell 3 ClO to the power of minus plus 6 straight H to the power of minus plus 2 NO plus 4 straight H subscript 2 straight O plus 6 straight e to the power of minus end cell row blank cell 3 Cl to the power of minus subscript text (aq) end text end subscript plus 2 NO subscript 3 to the power of minus end subscript superscript minus plus 2 Hq to the power of plus subscript text (aq) end text end subscript not stretchy rightwards arrow 3 ClO subscript text (aq) end text end subscript superscript minus plus 2 NO subscript text (g) end text end subscript plus straight H subscript 2 straight O subscript text (1) end text end subscript end cell end table

IO-3(aq) + Br-(aq) → Br2(l) + IBr(s) .b

(في الوسط الحمضي)

2 stack bold Br to the power of minus bold space with negative 1 on top to the power of space spacebegin mathsize 22px style rightwards arrow subscript Br subscript 2 end subscript superscript 0 plus space space 2 straight e to the power of minus end style

Br to the power of minus plus IO with plus 5 on top to the power of space subscript 3 to the power of minus end subscript superscript space space end superscript plus 4 straight e to the power of minus not stretchy rightwards arrow stack text IBr end text with plus 1 on top

table attributes columnalign right left right left right left right left right left right left columnspacing 0em 2em 0em 2em 0em 2em 0em 2em 0em 2em 0em end attributes row blank cell 6 straight H to the power of plus plus Br to the power of minus plus IO subscript 3 superscript minus plus 4 straight e to the power of minus not stretchy rightwards arrow IBr plus 3 straight H subscript 2 straight O end cell row blank cell 5 Br to the power of minus plus IO subscript 3 superscript minus plus 6 straight H to the power of plus plus 4 straight e to the power of minus not stretchy rightwards arrow 2 Br subscript 2 plus IBr plus 3 straight H subscript 2 straight O plus 4 straight e to the power of minus end cell row blank blank row blank cell 6 straight H to the power of plus plus 5 Br to the power of minus plus IO subscript 3 superscript minus not stretchy rightwards arrow 2 Br subscript 2 plus IBr plus 3 straight H subscript 2 straight O end cell row blank cell 6 straight H to the power of plus subscript text (aq) end text end subscript plus 5 Br to the power of minus subscript text (aq) end text end subscript plus IO subscript 3 to the power of minus text (aq) end text end subscript not stretchy rightwards arrow 2 Br subscript 2 left parenthesis straight l right parenthesis end subscript plus IBr subscript text (s) end text end subscript plus 3 straight H subscript 2 straight O subscript text (l) end text end subscript end cell end table

I2(s) + Na2S2O3(aq) →Na2S2O4(aq)+NaI(aq ) .c

(في الوسط الحمضي)

straight S with plus 2 on top subscript 2 straight O subscript 3 to the power of 2 minus end exponent not stretchy rightwards arrow straight S with plus 3 on top subscript 3 straight O subscript 4 to the power of 2 minus end exponent plus 2 straight e to the power of minus

bold I with 0 on top subscript 2 plus 2 straight e to the power of minus not stretchy rightwards arrow 2 bold I to the power of minus

table attributes columnalign right left right left right left right left right left right left columnspacing 0em 2em 0em 2em 0em 2em 0em 2em 0em 2em 0em end attributes row blank cell straight S subscript 2 straight O subscript 3 to the power of 2 minus end exponent plus straight H subscript 2 straight O not stretchy rightwards arrow straight S subscript 2 straight O subscript 4 to the power of 2 minus end exponent plus 2 straight H to the power of plus plus 2 straight e to the power of minus end cell row blank cell straight I subscript 2 plus 2 straight e to the power of minus not stretchy rightwards arrow 2 straight I to the power of minus end cell row blank cell straight S subscript 2 straight O subscript 3 to the power of 2 minus end exponent plus straight H subscript 2 straight O plus straight I subscript 2 plus 2 straight e to the power of minus not stretchy rightwards arrow straight S subscript 2 straight O subscript 4 to the power of 2 minus end exponent plus 2 straight H to the power of plus plus 2 straight I to the power of minus plus 2 straight e to the power of minus end cell row blank cell straight S subscript 2 straight O subscript 3 to the power of 2 minus end exponent plus straight H subscript 2 straight O plus straight I subscript 2 not stretchy rightwards arrow straight S subscript 2 straight O subscript 4 to the power of 2 minus end exponent plus 2 straight H to the power of plus plus 2 straight I to the power of minus end cell end table
straight S subscript 2 straight O subscript 3 subscript text (aq) end text end subscript superscript 2 minus end superscript plus straight H subscript 2 straight O subscript text (1) end text end subscript plus straight I subscript 2 text (s) end text end subscript not stretchy rightwards arrow straight S subscript 2 straight O subscript 4 subscript text (aq) end text end subscript superscript 2 minus end superscript plus 2 straight H subscript text (aq) end text end subscript superscript plus plus 2 straight I to the power of minus subscript text (aq) end text end subscript

مشاركة الدرس

السؤال

زن المعادلات الأيونية الكلية لتفاعلات الأكسدة والاختزال الآتية:

Ce4+(aq) +Sn 2+ (aq) → Ce 3+ (aq) +Sn 4+ (aq)

الحل

Ce4+ + e - →Ce 3+

Sn2+ → Sn 4+ + 2e -

2Ce4+ +2 e - → 2Ce 3+

Sn2+ → Sn 4+ + 2e -

2Ce4+ + Sn 2+ → Sn 4+ + 2Ce 3+

حل اسئلة 2-4

الفصل 4 التقويم

4-2

اتقان المفاهيم

51. قارن بين معادلة الأكسدة والاختزال الموزونة في الوسط الحمضي والوسط القاعدي.

يمكن ل ِ+H و H2O أن تشارك في تفاعلات الأكسدة والاختزال التي تحدث في المحاليل الحمضية، إما بوصفها متفاعلات أو نواتج. ويتضمن تفاعل الأكسدة والاختزال في المحلول القاعدي - OH و H2O إما على صورة متفاعلات أو نواتج.

52. فسر. لماذا تعد كتابة أيون الهيدروجين على هيئة +H في تفاعلات الأكسدة والاختزال تبسيطاً للواقع.

تتحد أيونات الهيدروجين بالماء في المحاليل المائية في شكلها المائي، أيونات الهيدرونيوم +H3O، ولا يمكن أن توجد في صورة +H. ولكنها تكتب وفي بعض الأحيان في صورة +H لتبسيط المعادلة الكيميائية المكتوبة.

53. لماذا يتعين عليك قبل أن تبدأ بوزن معادلة تفاعل الأكسدة والاختزال معرفة ما إذا كان التفاعل يحدث في وسط حمضي أو قاعدي؟

لأنه إذا كان الوسط حمضياً يتم موازنة ذرات الهيدروجين بإضافة أيونات الهيدروجين، وفي الوسط القاعدي يتم إضافة عدد من أيونات الهيدروكسيد يساوي عدد أيونات الهيدروجين.

54. فسّر ما الأيون المتفرج؟

الأيونات المتفرجة هي الأيونات التي توجد في الحسابات الكيميائية على طرفي معادلة الأكسدة والاختزال بالمقدار نفسه لكنها لا تتغير في خلال التفاعل لذا يمكن حذفها من المعادلة.

55. عرّف مصطلح أنواع المواد بدلالة تفاعلات الأكسدة والاختزال.

المادة أي صنف من الوحدات الكيميائية توجد في عمليات الأكسدة أو الاختزال وقد تكون أيوناً أو جزيئاً أو ذرات حرة.

56. هل المعادلة الآتية موزونة؟ فسر إجابتك.

Fe(s) +Ag+(aq) → Fe2+(aq)+Ag(s)

لا، حيث لا تساوي الشحنة الكلية في الجهة اليسرى الشحنة الكلية في الجهة اليمنى.

57. هل المعادلة الآتية تمثل عملية أكسدة أم عملية اختزال؟ فسّر إجابتك.

Zn2+ (aq) +2e- →Zn (s)

اختزال تكتسب الإلكترونات ويقل عدد التأكسد Zn.

58. صف ما يحدث للإلكترونات في كل نصف تفاعل من عملية الأكسدة والاختزال.

تكتسب الإلكترونات من قبل بعض المواد خلال نصف تفاعل الاختزال وتفقد الإلكترونات من بعض المواد خلال نصف تفاعل الأكسدة.

اتقان حل المسائل

59. استعمل طريقة عدد التأكسد لوزن معادلات الأكسدة والاختزال الآتية:

Cl2(g) + NaOH(aq)→ NaCl(s) +HOCl(aq) .a

table attributes columnspacing 1em end attributes row cell 0 space of 1em plus 1 minus 2 plus 1 space of 1em plus 1 minus 1 plus 1 minus 2 plus 1 end cell row cell C ell subscript 2 left parenthesis g right parenthesis plus N a O H subscript left parenthesis a q right parenthesis end subscript not stretchy rightwards arrow N a C ell subscript left parenthesis S right parenthesis end subscript plus H O C ell subscript left parenthesis a q right parenthesis end subscript end cell row cell C ell subscript 2 plus e to the power of minus not stretchy rightwards arrow C ell to the power of minus end cell row cell C ell subscript 2 not stretchy rightwards arrow O C ell to the power of minus plus e to the power of minus end cell row cell C ell subscript 2 plus N a O H not stretchy rightwards arrow H O C ell plus N a C ell end cell end table

HBrO3(g) → Br2(l) +H2O(l) +O2 (g) .b

table attributes columnspacing 1em end attributes row cell plus 1 plus 5 minus 2 space of 1em plus 1 minus 2 space of 1em 0 end cell row cell HBrO subscript 3 left parenthesis g right parenthesis not stretchy rightwards arrow Br subscript 2 left parenthesis l right parenthesis plus straight H subscript 2 straight O subscript left parenthesis l right parenthesis end subscript plus straight O subscript 2 left parenthesis g right parenthesis end cell row cell HBrO subscript 3 not stretchy rightwards arrow straight O subscript 2 plus 2 e to the power of minus end cell row cell HBrO subscript 3 plus 5 e to the power of minus not stretchy rightwards arrow Br subscript 2 end cell row cell 5 HBrO subscript 3 not stretchy rightwards arrow 5 straight O subscript 2 plus 10 e to the power of minus end cell row cell 2 HBrO subscript 3 plus 10 e to the power of minus not stretchy rightwards arrow 2 Br subscript 2 end cell row cell 4 HBrO subscript 3 not stretchy rightwards arrow 2 Br subscript 2 plus 2 straight H subscript 2 straight O plus 5 straight O subscript 2 end cell end table

60. زن المعادلات الأيونية الكلية لتفاعلات الأكسدة والاختزال الآتية:

Au3+(aq)+I-(aq)→ Au(s)+I2(s) .a

Au3+ +3e- Au

I-→ I2 + e-

2Au3+ +6e- →2 Au

6I-→ 3I2 +6e-

2Au3+ +6I- → 2Au+3I2

Ce4+(aq)+Sn2+(aq)→ Ce3+(aq)+Sn4+(aq) .b

Ce4+ + e- →Ce3+

Sn2+→ Sn4++ 2e-

2Ce4+ +2 e- → 2Ce3+

Sn2+→ Sn4++ 2e-

2Ce4++ Sn2+→ Sn4++ 2Ce3+

61. استخدم طريقة عدد التأكسد لوزن معادلات الأكسدة والاختزال الأيونية الآتية:

Al + I2→ Al3++ I- .a

table attributes columnspacing 1em end attributes row cell 0 space of 1em plus 3 minus 1 end cell row cell A ell plus I subscript 2 not stretchy rightwards arrow A ell to the power of 3 plus end exponent plus I to the power of minus end cell row cell A ell not stretchy rightwards arrow A ell to the power of 3 plus end exponent plus 3 e to the power of minus end cell row cell I subscript 2 plus e to the power of minus not stretchy rightwards arrow I to the power of minus end cell row cell 2 A ell not stretchy rightwards arrow 2 A ell to the power of 3 plus end exponent plus 6 e to the power of minus end cell row cell 3 I subscript 2 plus 6 e to the power of minus not stretchy rightwards arrow 6 I to the power of minus end cell row cell 2 A ell plus 3 I subscript 2 not stretchy rightwards arrow 2 A ell to the power of 3 plus end exponent plus 6 I to the power of minus end cell end table

b. (في الوسط الحمضي)

MnO2+Br-→ Mn2++Br2

table attributes columnspacing 1em end attributes row cell plus 4 minus 2 minus 1 plus 2 space of 1em 0 end cell row cell MnO subscript 2 plus Br to the power of minus not stretchy rightwards arrow Mn to the power of 2 plus end exponent plus Br subscript 2 end cell row cell MnO subscript 2 plus 2 e to the power of minus not stretchy rightwards arrow Mn to the power of 2 plus end exponent end cell row cell Br to the power of minus not stretchy rightwards arrow Br subscript 2 plus e to the power of minus end cell row cell MnO subscript 2 plus 2 e to the power of minus plus 4 straight H to the power of plus not stretchy rightwards arrow Mn to the power of 2 plus end exponent plus 2 straight H subscript 2 straight O end cell row cell 2 Br to the power of minus not stretchy rightwards arrow Br subscript 2 plus 2 e to the power of minus end cell end table
MnO subscript 2 plus 4 straight H to the power of plus plus 2 Br to the power of minus not stretchy rightwards arrow Mn to the power of 2 plus end exponent plus 2 straight H subscript 2 straight O plus Br subscript 2

62. استعمل طريقة عدد التأكسد لوزن معادلات الأكسدة والاختزال الآتية:

PbS(s)+ O2(g)→ PbO(s)+ SO2(g) .a

مثال

2PbS(s)+ 3O2(g)→ 2PbO(s)+ 2SO2(g)

NaWO3(s) + NaOH(s) + O2(g)→ Na2WO4 +H2O(g) .b

مثال

2NaWO3(s) + 4NaOH(s) + O2(g)→ 4Na2WO4 +2H2O(g)

NH3(g) + CuO(s) →Cu(s) +N2(g) + H2O(g) .c

مثال

3NH3(g) +3 CuO(s) →3Cu(s) +N2(g) + 3H2O(g)

Al2O3(s) + C(s) +Cl2(g)→AlCl3(s) + CO(g) .d

مثال

Al2O3(s) + 3C(s) +3Cl2(g)→2AlCl3(s) + 3CO(g)

63. الياقوت. يتكون معدن الكورنديوم من أكسيد الألومنيوم Al2O3 وهو عديم اللون ويعد أكسيد الألومنيوم المكون الرئيس للياقوت إلا أنه يحتوي على مقادير بسيطة من +Fe2 و +Ti4 ويعزى لون الياقوت إلى انتقال الإلكترونات من +Fe2 إلى +Ti4. استنادًا إلى الشكل 4-11 استنتج التفاعل الذي يحدث لينتج المعدن في الجهة اليمنى وحدد العامل المؤكسد والعامل المختزل.

 الشكل 4-11

Fe2+ + Ti4+→ Fe3+ + Ti 3+ .

.العامل المؤكسد :Ti

.العامل المختزل :Fe

الفصل 4 التقويم

64. اكتب نصفي تفاعل الأكسدة والاختزال في كل من معادلات الأكسدة والاختزال الآتية على الصورة الأيونية إذا حدث في المحلول المائي:

PbO(s)+ NH3(g) →N2(g)+H2O(l)+Pb .a

-NH3(g) →N 2(g)+3e أكسدة

PbO (s)+ 2e - → Pb(s) اختزال

I2(s)+Na2S2O3(aq) →Na2S2O4(aq)+NaI .b

I2(s) + 2e - → 2I(aq) اختزال

S2O2-3 (aq)→ S2O2-3 (aq) + 2e - أكسدة

Sn(s)+HCl(aq) → SnCl2(aq)+H2(g) .c

-Sn(s)→ Sn2+(aq) + 2e: أكسدة

2H+ (aq) + 2e - →H2: اختزال

65. اكتب نصفي التفاعل اللذين يكونان معادلة الأكسدة والاختزال الموزونة الآتية:

3H2C2O4(l) + 2HAsO2(aq) →6CO2(g) + 2As(s) + 4H2O(l)

66. أي أنصاف التفاعلات الآتية أكسدة وأيها اختزال؟

الشكل 12 -4

Fe2+(aq) →Fe3+(aq)+ e- .a

أكسدة.

MnO4- (aq) + 5e- + 8H+ (aq) →Mn2+ (aq) + 4H2O (l) .b

اختزال.

2H+ (aq) +2e- →H2(g) .c

اختزال.

F2(g) →2F- (aq) + 2e- .d

أكسدة.

67. النحاس. عندما توضع شرائح النحاس في محلول نترات الفضة كما في الشكل 12 -4 يبدو فلز الفضة أزرق اللون وتتكون نترات النحاس II. اكتب المعادلة الكيميائية غير الموزونة ثم حدد حالة التأكسد لكل عنصر فيها اكتب أيضاً نصفي معادلة التفاعل وحدّد أيهما تأكسد وأيهما اختزل وأخيراً اكتب المعادلة الكيميائية الموزونة للتفاعل.

AgNO3(aq)+Cu(s)→Cu(NO3)2(aq)+Ag(s)

حالة التأكسد للمواد المتفاعلة:

Ag: +1, N: +5, O: -2, Cu: +2

الأكسدة:

Cu→Cu2+ +2e-

الاختزال:

1e- + Ag+ → Ag

المعادلة الكيميائية الموزونة:

68. استخدم طريقة عدد التأكسد لوزن معادلات الأكسدة والاختزال الأيونية الآتية:

MoCl5(s) +S2-(aq) →MoS2(s) + Cl-(aq) + S(s) .a

مثال

2MoCl5(s) +5S2-(aq) →2MoS2(s) + 10Cl-(aq) + S(s)

TiCl2-6( aq) + Zn(s) →Ti3+ (aq) + Cl-(aq) + Zn2+ (aq). .b

مثال

2TiCl2-6( aq) + Zn(s) →2Ti3+ (aq) +12 Cl-(aq) + Zn2+ (aq)

69. استعمل طريقة نصف التفاعل لوزن معادلات تفاعلات الأكسدة والاختزال الآتية مضيفاً جزيئات الماء وأيونات الهيدروجين (في الوسط الحمضي) أو أيونات الهيدروكسيد (في الوسط القاعدي) إذا تطلب الأمر ذلك:

NH3(g) + NO2(g) → N2(g) + H2O(l) .a

table attributes columnspacing 1em end attributes row cell NH subscript 3 not stretchy rightwards arrow straight N subscript 2 plus 3 e to the power of minus end cell row cell NO subscript 2 plus 4 e to the power of minus not stretchy rightwards arrow straight N subscript 2 end cell row cell 8 NH subscript 3 not stretchy rightwards arrow 4 straight N subscript straight Z plus 24 e to the power of minus plus 24 straight H to the power of plus end cell row cell 6 NO subscript 2 plus 24 e to the power of minus plus 24 straight H to the power of plus not stretchy rightwards arrow 3 straight N subscript 2 plus 12 straight H subscript 2 straight O end cell row cell 8 NH subscript 3 plus 6 NO subscript 2 not stretchy rightwards arrow 4 straight N subscript 2 plus 3 straight N subscript 2 plus 12 straight H subscript 2 straight O end cell row cell 8 NH subscript 3 plus 6 NO subscript 2 not stretchy rightwards arrow 7 straight N subscript 2 plus 12 straight H subscript 2 straight O end cell end table

Br2 (l) → Br-(aq) + BrO3-(aq) .b

(في الوسط القاعدي)

Error converting from MathML to accessible text.

Error converting from MathML to accessible text.

Br2+ 12OH- → 2BrO3- + 6H2O + 10e-
5 (Br2 + 10e- → 10Br-)

1 half(6Br2 + 12OH- + 10e- → 2BrO3- + 6H2O +10Br- + 10e-)

3Br2(l)+6OH- (aq)→5Br- (aq)+BrO3-(aq)+3H2O(l)

70. زن معادلة التأكسد والاختزال الآتية وأعد كتابتها بشكلها الأيوني الكامل ثم اشتق المعادلة الأيونية الكلية وزنها بطريقة نصف التفاعل على أن تكون الإجابة النهائية بمعاملات الوزن ولكن على النحو الآتي:

KMnO4(aq)+FeSO4(aq)+H2SO4(aq) → Fe2(SO4)3(aq)+MnSO4(aq)+K2SO4(aq)+H2O(l)

المعادلة الكلية:

K+ (aq) + MnO-4(aq) + Fe2+(aq) + SO2-4(aq) + 2H+(aq) + SO2- 4(aq)→2Fe3+(aq)+ 3SO2-4 (aq) + Mn2+(aq) + SO2-4(aq) + 2K+(aq) +SO2- 4(aq)

المعادلة النهائية:

MnO-4(aq) + Fe2+(aq) + H+(aq) →2Fe3+(aq + Mn2+(aq)

:أنصاف التفاعل

Error converting from MathML to accessible text.

Mn with plus 7 on top straight O subscript 4 superscript minus plus 5 straight e to the power of minus not stretchy rightwards arrow straight M with plus 7 on top to the power of space text n end text to the power of 2 plus end exponent

10Fe2+ → 10Fe3+ + 10e-

2MnO4- + 10e- + 16H+ → 2Mn2+ + 8H2O + 2Mn2+ + 8H2O

10Fe2+ + 2MnO4- + 16H+ → 10Fe3+ + 2Mn2+ + 8H2O

2(MnO4- + 8H+ + 5e- → Mn2+ + 4H2O)

5Fe2+ + 2MnO4- + 16H+ + 10e - → 10Fe3+ +2Mn2+ + 8H2O + 20e -

71. استخدم طريقة عدد التأكسد في وزن معادلات الأكسدة والاختزال الآتية:

PbO(s) + NH3(g) → N2(g) + H2O(l) + Pb(s) .a

أكسدة:

-NH3(g) → N2(g)+ 3e

اختزال:

2e- + PbO(s)→Pb(s)

I2(s) + Na2S2O3(aq) → Na2S2O4(aq) + NaI(aq) .b

أكسدة:

2 S2O2-3 →2 S2O2-3+2e-

اختزال:

I2(s) +2e- → 2I-

Sn(s) + HCl(aq)→ SnCl2(aq) +H2(g) .c

أكسدة:

Sn(s)→ Sn2++2e-

اختزال:

2H+ +2e- → H2(g)

72. استخدم طريقة نصف التفاعل في وزن هذه المعادلات مضيفاً جزيئات الماء وأيونات الهيدروجين (في الوسط الحمضي) أو أيونات الهيدروكسيد (في الوسط القاعدي) عند الحاجة واحتفظ بالمعادلات الموزونة في صورة معادلة أيونية نهائية:

Cl-(aq) + NO-3(aq) → ClO-(aq) + NO(g) .a

(في الوسط الحمضي)

bold C with negative 1 on top L not stretchy rightwards arrow stack C l 0 to the power of italic minus space with plus 1 on top plus 2 straight e to the power of minus

bold N with bold plus bold 5 on top bold O subscript bold 3 to the power of bold minus bold plus bold 3 bold e to the power of bold minus not stretchy rightwards arrow space large NO from space to plus 2 of

table attributes columnalign right left right left right left right left right left right left columnspacing 0em 2em 0em 2em 0em 2em 0em 2em 0em 2em 0em end attributes row blank cell Cl to the power of minus plus straight H subscript 2 straight O not stretchy rightwards arrow ClO to the power of minus plus 2 straight H to the power of plus plus 2 straight e to the power of minus end cell row blank cell NO subscript 3 superscript minus plus 4 straight H to the power of plus plus 3 straight e to the power of minus not stretchy rightwards arrow NO plus 2 straight H subscript 2 straight O end cell row blank cell 3 Cl to the power of minus plus 3 straight H subscript 2 straight O not stretchy rightwards arrow 3 ClO to the power of minus plus 6 straight H to the power of plus plus 6 straight e to the power of minus end cell row blank cell 2 NO subscript 3 superscript minus plus 8 straight H to the power of plus plus 6 straight e to the power of minus not stretchy rightwards arrow 2 NO plus 4 straight H subscript 2 straight O end cell row blank cell 3 Cl to the power of minus plus 3 straight H subscript 2 straight O plus 2 NO subscript 3 superscript minus plus 8 straight H to the power of minus plus 6 straight e to the power of minus not stretchy rightwards arrow end cell row blank cell 3 ClO to the power of minus plus 6 straight H to the power of minus plus 2 NO plus 4 straight H subscript 2 straight O plus 6 straight e to the power of minus end cell row blank cell 3 Cl to the power of minus subscript text (aq) end text end subscript plus 2 NO subscript 3 to the power of minus end subscript superscript minus plus 2 Hq to the power of plus subscript text (aq) end text end subscript not stretchy rightwards arrow 3 ClO subscript text (aq) end text end subscript superscript minus plus 2 NO subscript text (g) end text end subscript plus straight H subscript 2 straight O subscript text (1) end text end subscript end cell end table

IO-3(aq) + Br-(aq) → Br2(l) + IBr(s) .b

(في الوسط الحمضي)

2 stack bold Br to the power of minus bold space with negative 1 on top to the power of space spacebegin mathsize 22px style rightwards arrow subscript Br subscript 2 end subscript superscript 0 plus space space 2 straight e to the power of minus end style

Br to the power of minus plus IO with plus 5 on top to the power of space subscript 3 to the power of minus end subscript superscript space space end superscript plus 4 straight e to the power of minus not stretchy rightwards arrow stack text IBr end text with plus 1 on top

table attributes columnalign right left right left right left right left right left right left columnspacing 0em 2em 0em 2em 0em 2em 0em 2em 0em 2em 0em end attributes row blank cell 6 straight H to the power of plus plus Br to the power of minus plus IO subscript 3 superscript minus plus 4 straight e to the power of minus not stretchy rightwards arrow IBr plus 3 straight H subscript 2 straight O end cell row blank cell 5 Br to the power of minus plus IO subscript 3 superscript minus plus 6 straight H to the power of plus plus 4 straight e to the power of minus not stretchy rightwards arrow 2 Br subscript 2 plus IBr plus 3 straight H subscript 2 straight O plus 4 straight e to the power of minus end cell row blank blank row blank cell 6 straight H to the power of plus plus 5 Br to the power of minus plus IO subscript 3 superscript minus not stretchy rightwards arrow 2 Br subscript 2 plus IBr plus 3 straight H subscript 2 straight O end cell row blank cell 6 straight H to the power of plus subscript text (aq) end text end subscript plus 5 Br to the power of minus subscript text (aq) end text end subscript plus IO subscript 3 to the power of minus text (aq) end text end subscript not stretchy rightwards arrow 2 Br subscript 2 left parenthesis straight l right parenthesis end subscript plus IBr subscript text (s) end text end subscript plus 3 straight H subscript 2 straight O subscript text (l) end text end subscript end cell end table

I2(s) + Na2S2O3(aq) →Na2S2O4(aq)+NaI(aq ) .c

(في الوسط الحمضي)

straight S with plus 2 on top subscript 2 straight O subscript 3 to the power of 2 minus end exponent not stretchy rightwards arrow straight S with plus 3 on top subscript 3 straight O subscript 4 to the power of 2 minus end exponent plus 2 straight e to the power of minus

bold I with 0 on top subscript 2 plus 2 straight e to the power of minus not stretchy rightwards arrow 2 bold I to the power of minus

table attributes columnalign right left right left right left right left right left right left columnspacing 0em 2em 0em 2em 0em 2em 0em 2em 0em 2em 0em end attributes row blank cell straight S subscript 2 straight O subscript 3 to the power of 2 minus end exponent plus straight H subscript 2 straight O not stretchy rightwards arrow straight S subscript 2 straight O subscript 4 to the power of 2 minus end exponent plus 2 straight H to the power of plus plus 2 straight e to the power of minus end cell row blank cell straight I subscript 2 plus 2 straight e to the power of minus not stretchy rightwards arrow 2 straight I to the power of minus end cell row blank cell straight S subscript 2 straight O subscript 3 to the power of 2 minus end exponent plus straight H subscript 2 straight O plus straight I subscript 2 plus 2 straight e to the power of minus not stretchy rightwards arrow straight S subscript 2 straight O subscript 4 to the power of 2 minus end exponent plus 2 straight H to the power of plus plus 2 straight I to the power of minus plus 2 straight e to the power of minus end cell row blank cell straight S subscript 2 straight O subscript 3 to the power of 2 minus end exponent plus straight H subscript 2 straight O plus straight I subscript 2 not stretchy rightwards arrow straight S subscript 2 straight O subscript 4 to the power of 2 minus end exponent plus 2 straight H to the power of plus plus 2 straight I to the power of minus end cell end table
straight S subscript 2 straight O subscript 3 subscript text (aq) end text end subscript superscript 2 minus end superscript plus straight H subscript 2 straight O subscript text (1) end text end subscript plus straight I subscript 2 text (s) end text end subscript not stretchy rightwards arrow straight S subscript 2 straight O subscript 4 subscript text (aq) end text end subscript superscript 2 minus end superscript plus 2 straight H subscript text (aq) end text end subscript superscript plus plus 2 straight I to the power of minus subscript text (aq) end text end subscript