Q: کدام آرایش برای $\text{V}^{3+}$ درست است، اگر $_{23}\text{V}:[\text{Ar}]\ 3d^3\ 4s^2$ باشد؟

$[\text{Ar}]\ 3d^2$ — «$[\text{Ar}]\ 3d^2$» درست است. $\text{V}$ آرایش $[\text{Ar}]\,3d^3\,4s^2$ دارد؛ در تشکیل کاتیون، ابتدا الکترونهای زیرلایهٔ $4s$ (بیرونیترین زیرلایه) از دست میروند: با حذف هر دو الکترون $4s^2$، $\text{V}^{2+}$ به آرایش $[\text{Ar}]\,3d^3$ میرسد؛ با حذف یک الکترون بیشتر از $3d$، $\text{V}^{3+}$ به $[\text{Ar}]\,3d^2$ میرسد. «$[\text{Ar}]\ 3d^3\ 4s^0$» نادرست است، زیرا این آرایش $\text{V}^{2+}$ است (فقط دو الکترون از دست رفته)، نه $\text{V}^{3+}$. «$[\text{Ar}]\ 3d^1\ 4s^1$» نادرست است، زیرا در تشکیل کاتیون فلزهای واسطه، الکترونهای $4s$ باید *پیش از* $3d$ حذف شوند، نه بهطور پراکنده. «$[\text{Ar}]\ 3d^0\ 4s^2$» نادرست است، زیرا این نشان میدهد الکترونها از $3d$ حذف شدهاند نه $4s$، که برخلاف ترتیب درستِ حذف الکترون در فلزهای واسطه است. تلهٔ تستی: ترتیب حذف الکترون در یونشدنِ فلزهای واسطه همیشه از $4s$ آغاز میشود، نه از $3d$؛ معکوسکردنِ این ترتیب، رایجترین اشتباه در اینگونه سؤالات است.

Q: جایگزینی کدام یون در شبکه $\text{Al}_2\text{O}_3$ میتواند به رنگ یاقوت سرخ مربوط باشد؟

$\text{Cr}^{3+}$ — «$\text{Cr}^{3+}$» درست است؛ یاقوت سرخ همان اکسید آلومینیم است که برخی یونهای $\text{Al}^{3+}$ آن با $\text{Cr}^{3+}$ جایگزین شدهاند. «$\text{Fe}^{2+}$» نادرست است، زیرا این یون رنگ متفاوتی (نه سرخِ یاقوت) در ترکیبات ایجاد میکند. «$\text{Na}^+$» نادرست است، زیرا سدیم یک فلز اصلی است و کاتیون آن رنگی ندارد. «$\text{Zn}^{2+}$» نادرست است، زیرا این یون معمولاً بیرنگ است. تلهٔ تستی: رنگ سرخ یاقوت و رنگ سبز زمرد هر دو به یون $\text{Cr}^{3+}$ مربوطاند، اما در دو بستر ساختاریِ متفاوت (اکسید آلومینیم در برابر سیلیکات)؛ نباید این دو کانی را با یکدیگر یا با یونهای دیگر اشتباه گرفت.

Q: در واکنش $2\text{Fe}_2\text{O}_3+3\text{C}\rightarrow4\text{Fe}+3\text{CO}_2$، از $0.50\ \text{mol}$ هماتیت چند مول آهن بهطور نظری تولید میشود؟

$1.00\ \text{mol}$ — «$1.00\ \text{mol}$» درست است. طبق ضریب استوکیومتری معادلهٔ موازنهشده، نسبت $\text{Fe}_2\text{O}_3$ به $\text{Fe}$ برابر ۱ به ۲ است، پس از $0.50\,\text{mol}$ هماتیت، $0.50\times2=1.00\,\text{mol}$ آهن نظری تولید میشود. «$0.25\ \text{mol}$» نادرست است و از تقسیم (بهجای ضرب) $0.50$ در ۲ حاصل میشود. «$0.50\ \text{mol}$» نادرست است، زیرا این عدد ضریب استوکیومتری ۲ را نادیده میگیرد و آهن را برابر هماتیت فرض میکند. «$0.75\ \text{mol}$» نادرست است و به هیچ نسبت معتبری از معادلهٔ موازنهشده نمیرسد. تلهٔ تستی: نسبت مولیِ $\text{Fe}_2\text{O}_3$ به $\text{Fe}$ در این معادله ۱ به ۲ است (نه ۱ به ۱)؛ نادیدهگرفتن این ضریب، رایجترین اشتباه در اینگونه سؤالات استوکیومتری است.

Q: از $320\ \text{g}$ هماتیت خالص، حداکثر چند گرم آهن به دست میآید؟ $(\text{Fe}_2\text{O}_3=160,\ \text{Fe}=56)$

$224\ \text{g}$ — «$224\ \text{g}$» درست است. جرم خالص $\text{Fe}_2\text{O}_3$: $320\times\dfrac{100}{100}=320$، برابر $2\,\text{mol}$ (نسبی) است. طبق ضریب استوکیومتری معادلهٔ موازنهشده ($2\text{Fe}_2\text{O}_3(s) + 3\text{C}(s) \rightarrow 4\text{Fe}(s) + 3\text{CO}_2(g)$)، نسبت $\text{Fe}_2\text{O}_3$ به $\text{Fe}$ برابر ۱ به ۲ است، پس مقدار نظری $\text{Fe}$ برابر $4\,\text{mol}$ یعنی $224$ میشود. با اعمال بازدهٔ $100\%$: $224\times\dfrac{100}{100}=224$. «$112\ \text{g}$» نادرست است و با محاسبهٔ درستِ بالا همخوانی ندارد. «$280\ \text{g}$» نادرست است و با محاسبهٔ درستِ بالا همخوانی ندارد. «$160\ \text{g}$» نادرست است و با محاسبهٔ درستِ بالا همخوانی ندارد. تلهٔ تستی: ترتیب صحیح محاسبه همیشه سه گام دارد — نخست اعمال درصد خلوص روی جرم نمونه برای یافتن جرم خالصِ $\text{Fe}_2\text{O}_3$، سپس استفاده از ضریب استوکیومتری درستِ معادلهٔ موازنهشده (۱ به ۲) برای یافتن مقدار نظری آهن، و در پایان اعمال درصد بازده روی مقدار نظری؛ حذف یا جابهجایی هرکدام از این سه گام، به یکی از گزینههای نادرست میرسد.

Q: از $400\ \text{g}$ هماتیت $75\%$ خالص، با بازده $80\%$، چند گرم آهن تولید میشود؟

$168\ \text{g}$ — «$168\ \text{g}$» درست است. جرم خالص $\text{Fe}_2\text{O}_3$: $400\times\dfrac{75}{100}=300$، برابر $1.875\,\text{mol}$ (نسبی) است. طبق ضریب استوکیومتری معادلهٔ موازنهشده ($2\text{Fe}_2\text{O}_3(s) + 3\text{C}(s) \rightarrow 4\text{Fe}(s) + 3\text{CO}_2(g)$)، نسبت $\text{Fe}_2\text{O}_3$ به $\text{Fe}$ برابر ۱ به ۲ است، پس مقدار نظری $\text{Fe}$ برابر $3.75\,\text{mol}$ یعنی $210$ میشود. با اعمال بازدهٔ $80\%$: $210\times\dfrac{80}{100}=168$. «$210\ \text{g}$» نادرست است، زیرا این مقدار *نظری* (پیش از اعمال بازده) است، نه مقدار عملی. «$126\ \text{g}$» نادرست است و با محاسبهٔ درستِ بالا همخوانی ندارد. «$140\ \text{g}$» نادرست است و با محاسبهٔ درستِ بالا همخوانی ندارد. تلهٔ تستی: ترتیب صحیح محاسبه همیشه سه گام دارد — نخست اعمال درصد خلوص روی جرم نمونه برای یافتن جرم خالصِ $\text{Fe}_2\text{O}_3$، سپس استفاده از ضریب استوکیومتری درستِ معادلهٔ موازنهشده (۱ به ۲) برای یافتن مقدار نظری آهن، و در پایان اعمال درصد بازده روی مقدار نظری؛ حذف یا جابهجایی هرکدام از این سه گام، به یکی از گزینههای نادرست میرسد.

Q: کدام ترکیب از نظر فرمول کلی، نمیتواند آلکان زنجیری باشد؟

$\text{C}_6\text{H}_{12}$ — «$\text{C}_6\text{H}_{12}$» درست است و پاسخ همین گزینه است؛ برای آلکانِ ۶کربنه، فرمول درست طبق $C_nH_{2n+2}$ باید $\text{C}_6\text{H}_{14}$ باشد، نه $\text{C}_6\text{H}_{12}$ (که فرمول کلی آلکن است). «$\text{C}_3\text{H}_8$»، «$\text{C}_7\text{H}_{16}$» و «$\text{C}_{10}\text{H}_{22}$» همگی نادرستند، زیرا هر سه دقیقاً با فرمول $C_nH_{2n+2}$ برای $n$های مربوطه ($3$، $7$، $10$) مطابقت دارند و آلکانهای معتبریاند. تلهٔ تستی: برای تشخیصِ آلکانِ معتبر، باید تعداد هیدروژنِ فرمول را با $2n+2$ (نه $2n$) مقایسه کرد؛ فرمولی که با $2n$ مطابقت دارد، متعلق به آلکن است، نه آلکان.

Q: اگر $\text{Cr}:[\text{Ar}]\ 3d^5\ 4s^1$ باشد، آرایش $\text{Cr}^{3+}$ کدام است؟

$[\text{Ar}]\ 3d^3$ — «$[\text{Ar}]\ 3d^3$» درست است. $\text{Cr}$ آرایش $[\text{Ar}]\,3d^5\,4s^1$ دارد (استثنا)؛ در تشکیل $\text{Cr}^{3+}$، ابتدا تکالکترون $4s^1$ حذف میشود، سپس دو الکترون دیگر از $3d^5$ حذف میشوند و آرایش $[\text{Ar}]\,3d^3$ حاصل میشود. «$[\text{Ar}]\ 3d^5$» نادرست است، زیرا این آرایش $\text{Cr}^{+}$ است (فقط یک الکترون از دست رفته)، نه $\text{Cr}^{3+}$. «$[\text{Ar}]\ 3d^4$» نادرست است، زیرا این آرایش $\text{Cr}^{2+}$ است (دو الکترون از دست رفته)، نه $\text{Cr}^{3+}$. «$[\text{Ar}]\ 3d^2\ 4s^1$» نادرست است، زیرا این آرایش نشان میدهد الکترونها بهجای حذفِ کاملِ $4s^1$، از $3d$ حذف شدهاند که ترتیب درست حذف الکترون در فلزهای واسطه را نقض میکند. تلهٔ تستی: چون آرایش اتمیِ کروم خودش استثناست ($3d^5\,4s^1$، نه $3d^4\,4s^2$)، محاسبهٔ آرایش کاتیونهای آن باید از همین آرایش استثنایی شروع شود؛ فراموشیِ این استثنا، رایجترین اشتباه در اینگونه سؤالات است.

Q: اگر از $160\ \text{g}$ هماتیت خالص در عمل $84\ \text{g}$ آهن به دست آید، بازده واکنش چند درصد است؟

$75\%$ — «$75\%$» درست است. $160\,\text{g}$ هماتیت خالص برابر $\dfrac{160}{160}=1\,\text{mol}$ است؛ طبق نسبت استوکیومتری ۱ به ۲، مقدار نظری آهن $2\,\text{mol}$ یعنی $2\times56=112\,\text{g}$ است. بازدهٔ درصدی: $\dfrac{84}{112}\times100=75\%$. «$60\%$»، «$70\%$» و «$80\%$» نادرستند، زیرا هیچکدام از تقسیم درست $84$ بر $112$ حاصل نمیشوند. تلهٔ تستی: پیش از محاسبهٔ بازده، باید حتماً مقدار *نظری* را از روی ضریب استوکیومتری درست ($1$ به $2$) به دست آورد؛ اگر بهاشتباه نسبت $1$ به $1$ بهکار رود، مقدار نظری $56\,\text{g}$ و بازدهٔ محاسبهشده بیش از $100\%$ (نامعتبر) میشود.

Q: از $90\ \text{g}$ گلوکز خالص در تخمیر کامل، با بازده $80\%$، چند گرم اتانول تولید میشود؟ $(\text{C}_6\text{H}_{12}\text{O}_6=180,\ \text{C}_2\text{H}_5\text{OH}=46)$

$36.8\ \text{g}$ — «$36.8\ \text{g}$» درست است. $90\,\text{g}$ گلوکز خالص برابر $\dfrac{90}{180}=0.5\,\text{mol}$ است. مقدار نظری اتانول $2\times0.5=1.0\,\text{mol}$ یعنی $46.0\,\text{g}$ است. با بازدهٔ $80\%$: $46.0\times0.8=36.8\,\text{g}$. «$46.0\ \text{g}$» نادرست است، زیرا این مقدار *نظری* (پیش از اعمال بازده) است. «$73.6\ \text{g}$» نادرست است و از اعمال نادرستِ درصد بازده بهجای درصد کاهش حاصل میشود. «$92.0\ \text{g}$» نادرست است و از نادیدهگرفتن کامل بازده و دوبرابرکردنِ نادرستِ جرم نظری ناشی میشود. تلهٔ تستی: عدد $46.0\,\text{g}$ (مقدار نظری) عمداً بهعنوان یکی از گزینههای نادرست گنجانده شده تا داوطلبی که فراموش میکند بازده را اعمال کند، فریب بخورد.

Question 1

کدام آرایش برای $\text{V}^{3+}$ درست است، اگر $_{23}\text{V}:[\text{Ar}]\ 3d^3\ 4s^2$ باشد؟

Accepted Answer

$[\text{Ar}]\ 3d^2$ — «$[\text{Ar}]\ 3d^2$» درست است. $\text{V}$ آرایش $[\text{Ar}]\,3d^3\,4s^2$ دارد؛ در تشکیل کاتیون، ابتدا الکترون‌های زیرلایهٔ $4s$ (بیرونی‌ترین زیرلایه) از دست می‌روند: با حذف هر دو الکترون $4s^2$، $\text{V}^{2+}$ به آرایش $[\text{Ar}]\,3d^3$ می‌رسد؛ با حذف یک الکترون بیشتر از $3d$، $\text{V}^{3+}$ به $[\text{Ar}]\,3d^2$ می‌رسد. «$[\text{Ar}]\ 3d^3\ 4s^0$» نادرست است، زیرا این آرایش $\text{V}^{2+}$ است (فقط دو الکترون از دست رفته)، نه $\text{V}^{3+}$. «$[\text{Ar}]\ 3d^1\ 4s^1$» نادرست است، زیرا در تشکیل کاتیون فلزهای واسطه، الکترون‌های $4s$ باید *پیش از* $3d$ حذف شوند، نه به‌طور پراکنده. «$[\text{Ar}]\ 3d^0\ 4s^2$» نادرست است، زیرا این نشان می‌دهد الکترون‌ها از $3d$ حذف شده‌اند نه $4s$، که برخلاف ترتیب درستِ حذف الکترون در فلزهای واسطه است. تلهٔ تستی: ترتیب حذف الکترون در یون‌شدنِ فلزهای واسطه همیشه از $4s$ آغاز می‌شود، نه از $3d$؛ معکوس‌کردنِ این ترتیب، رایج‌ترین اشتباه در این‌گونه سؤالات است.

Question 2

جایگزینی کدام یون در شبکه $\text{Al}_2\text{O}_3$ می‌تواند به رنگ یاقوت سرخ مربوط باشد؟

Accepted Answer

$\text{Cr}^{3+}$ — «$\text{Cr}^{3+}$» درست است؛ یاقوت سرخ همان اکسید آلومینیم است که برخی یون‌های $\text{Al}^{3+}$ آن با $\text{Cr}^{3+}$ جایگزین شده‌اند. «$\text{Fe}^{2+}$» نادرست است، زیرا این یون رنگ متفاوتی (نه سرخِ یاقوت) در ترکیبات ایجاد می‌کند. «$\text{Na}^+$» نادرست است، زیرا سدیم یک فلز اصلی است و کاتیون آن رنگی ندارد. «$\text{Zn}^{2+}$» نادرست است، زیرا این یون معمولاً بی‌رنگ است. تلهٔ تستی: رنگ سرخ یاقوت و رنگ سبز زمرد هر دو به یون $\text{Cr}^{3+}$ مربوط‌اند، اما در دو بستر ساختاریِ متفاوت (اکسید آلومینیم در برابر سیلیکات)؛ نباید این دو کانی را با یکدیگر یا با یون‌های دیگر اشتباه گرفت.

Question 3

در واکنش $2\text{Fe}_2\text{O}_3+3\text{C}\rightarrow4\text{Fe}+3\text{CO}_2$، از $0.50\ \text{mol}$ هماتیت چند مول آهن به‌طور نظری تولید می‌شود؟

Accepted Answer

$1.00\ \text{mol}$ — «$1.00\ \text{mol}$» درست است. طبق ضریب استوکیومتری معادلهٔ موازنه‌شده، نسبت $\text{Fe}_2\text{O}_3$ به $\text{Fe}$ برابر ۱ به ۲ است، پس از $0.50\,\text{mol}$ هماتیت، $0.50\times2=1.00\,\text{mol}$ آهن نظری تولید می‌شود. «$0.25\ \text{mol}$» نادرست است و از تقسیم (به‌جای ضرب) $0.50$ در ۲ حاصل می‌شود. «$0.50\ \text{mol}$» نادرست است، زیرا این عدد ضریب استوکیومتری ۲ را نادیده می‌گیرد و آهن را برابر هماتیت فرض می‌کند. «$0.75\ \text{mol}$» نادرست است و به هیچ نسبت معتبری از معادلهٔ موازنه‌شده نمی‌رسد. تلهٔ تستی: نسبت مولیِ $\text{Fe}_2\text{O}_3$ به $\text{Fe}$ در این معادله ۱ به ۲ است (نه ۱ به ۱)؛ نادیده‌گرفتن این ضریب، رایج‌ترین اشتباه در این‌گونه سؤالات استوکیومتری است.

Question 4

از $320\ \text{g}$ هماتیت خالص، حداکثر چند گرم آهن به دست می‌آید؟ $(\text{Fe}_2\text{O}_3=160,\ \text{Fe}=56)$

Accepted Answer

$224\ \text{g}$ — «$224\ \text{g}$» درست است. جرم خالص $\text{Fe}_2\text{O}_3$: $320\times\dfrac{100}{100}=320$، برابر $2\,\text{mol}$ (نسبی) است. طبق ضریب استوکیومتری معادلهٔ موازنه‌شده ($2\text{Fe}_2\text{O}_3(s) + 3\text{C}(s) \rightarrow 4\text{Fe}(s) + 3\text{CO}_2(g)$)، نسبت $\text{Fe}_2\text{O}_3$ به $\text{Fe}$ برابر ۱ به ۲ است، پس مقدار نظری $\text{Fe}$ برابر $4\,\text{mol}$ یعنی $224$ می‌شود. با اعمال بازدهٔ $100\%$: $224\times\dfrac{100}{100}=224$. «$112\ \text{g}$» نادرست است و با محاسبهٔ درستِ بالا همخوانی ندارد. «$280\ \text{g}$» نادرست است و با محاسبهٔ درستِ بالا همخوانی ندارد. «$160\ \text{g}$» نادرست است و با محاسبهٔ درستِ بالا همخوانی ندارد. تلهٔ تستی: ترتیب صحیح محاسبه همیشه سه گام دارد — نخست اعمال درصد خلوص روی جرم نمونه برای یافتن جرم خالصِ $\text{Fe}_2\text{O}_3$، سپس استفاده از ضریب استوکیومتری درستِ معادلهٔ موازنه‌شده (۱ به ۲) برای یافتن مقدار نظری آهن، و در پایان اعمال درصد بازده روی مقدار نظری؛ حذف یا جابه‌جایی هرکدام از این سه گام، به یکی از گزینه‌های نادرست می‌رسد.

Question 5

از $400\ \text{g}$ هماتیت $75\%$ خالص، با بازده $80\%$، چند گرم آهن تولید می‌شود؟

Accepted Answer

$168\ \text{g}$ — «$168\ \text{g}$» درست است. جرم خالص $\text{Fe}_2\text{O}_3$: $400\times\dfrac{75}{100}=300$، برابر $1.875\,\text{mol}$ (نسبی) است. طبق ضریب استوکیومتری معادلهٔ موازنه‌شده ($2\text{Fe}_2\text{O}_3(s) + 3\text{C}(s) \rightarrow 4\text{Fe}(s) + 3\text{CO}_2(g)$)، نسبت $\text{Fe}_2\text{O}_3$ به $\text{Fe}$ برابر ۱ به ۲ است، پس مقدار نظری $\text{Fe}$ برابر $3.75\,\text{mol}$ یعنی $210$ می‌شود. با اعمال بازدهٔ $80\%$: $210\times\dfrac{80}{100}=168$. «$210\ \text{g}$» نادرست است، زیرا این مقدار *نظری* (پیش از اعمال بازده) است، نه مقدار عملی. «$126\ \text{g}$» نادرست است و با محاسبهٔ درستِ بالا همخوانی ندارد. «$140\ \text{g}$» نادرست است و با محاسبهٔ درستِ بالا همخوانی ندارد. تلهٔ تستی: ترتیب صحیح محاسبه همیشه سه گام دارد — نخست اعمال درصد خلوص روی جرم نمونه برای یافتن جرم خالصِ $\text{Fe}_2\text{O}_3$، سپس استفاده از ضریب استوکیومتری درستِ معادلهٔ موازنه‌شده (۱ به ۲) برای یافتن مقدار نظری آهن، و در پایان اعمال درصد بازده روی مقدار نظری؛ حذف یا جابه‌جایی هرکدام از این سه گام، به یکی از گزینه‌های نادرست می‌رسد.

Question 6

کدام ترکیب از نظر فرمول کلی، نمی‌تواند آلکان زنجیری باشد؟

Accepted Answer

$\text{C}_6\text{H}_{12}$ — «$\text{C}_6\text{H}_{12}$» درست است و پاسخ همین گزینه است؛ برای آلکانِ ۶‌کربنه، فرمول درست طبق $C_nH_{2n+2}$ باید $\text{C}_6\text{H}_{14}$ باشد، نه $\text{C}_6\text{H}_{12}$ (که فرمول کلی آلکن است). «$\text{C}_3\text{H}_8$»، «$\text{C}_7\text{H}_{16}$» و «$\text{C}_{10}\text{H}_{22}$» همگی نادرستند، زیرا هر سه دقیقاً با فرمول $C_nH_{2n+2}$ برای $n$‌های مربوطه ($3$، $7$، $10$) مطابقت دارند و آلکان‌های معتبری‌اند. تلهٔ تستی: برای تشخیصِ آلکانِ معتبر، باید تعداد هیدروژنِ فرمول را با $2n+2$ (نه $2n$) مقایسه کرد؛ فرمولی که با $2n$ مطابقت دارد، متعلق به آلکن است، نه آلکان.

Question 7

اگر $\text{Cr}:[\text{Ar}]\ 3d^5\ 4s^1$ باشد، آرایش $\text{Cr}^{3+}$ کدام است؟

Accepted Answer

$[\text{Ar}]\ 3d^3$ — «$[\text{Ar}]\ 3d^3$» درست است. $\text{Cr}$ آرایش $[\text{Ar}]\,3d^5\,4s^1$ دارد (استثنا)؛ در تشکیل $\text{Cr}^{3+}$، ابتدا تک‌الکترون $4s^1$ حذف می‌شود، سپس دو الکترون دیگر از $3d^5$ حذف می‌شوند و آرایش $[\text{Ar}]\,3d^3$ حاصل می‌شود. «$[\text{Ar}]\ 3d^5$» نادرست است، زیرا این آرایش $\text{Cr}^{+}$ است (فقط یک الکترون از دست رفته)، نه $\text{Cr}^{3+}$. «$[\text{Ar}]\ 3d^4$» نادرست است، زیرا این آرایش $\text{Cr}^{2+}$ است (دو الکترون از دست رفته)، نه $\text{Cr}^{3+}$. «$[\text{Ar}]\ 3d^2\ 4s^1$» نادرست است، زیرا این آرایش نشان می‌دهد الکترون‌ها به‌جای حذفِ کاملِ $4s^1$، از $3d$ حذف شده‌اند که ترتیب درست حذف الکترون در فلزهای واسطه را نقض می‌کند. تلهٔ تستی: چون آرایش اتمیِ کروم خودش استثناست ($3d^5\,4s^1$، نه $3d^4\,4s^2$)، محاسبهٔ آرایش کاتیون‌های آن باید از همین آرایش استثنایی شروع شود؛ فراموشیِ این استثنا، رایج‌ترین اشتباه در این‌گونه سؤالات است.

Question 8

اگر فلز $\text{M}$ بتواند $\text{Ag}^+$ را به $\text{Ag}$ تبدیل کند، اما نتواند $\text{Zn}^{2+}$ را به $\text{Zn}$ تبدیل کند، جایگاه فعالیت $\text{M}$ کدام است؟

Accepted Answer

بین روی و نقره قرار دارد. — «بین روی و نقره قرار دارد.» درست است؛ چون M می‌تواند $	ext{Ag}^+$ را جابه‌جا کند، M از نقره فعال‌تر است؛ و چون M نمی‌تواند $	ext{Zn}^{2+}$ را جابه‌جا کند، M از روی کم‌فعال‌تر است؛ پس فعالیتِ M بین این دو قرار دارد. «فعال‌تر از روی و نقره است.» نادرست است، زیرا M نمی‌تواند روی را جابه‌جا کند، پس نمی‌تواند از آن فعال‌تر باشد. «کم‌فعال‌تر از نقره و روی است.» نادرست است، زیرا M می‌تواند نقره را جابه‌جا کند، پس از آن فعال‌تر است، نه کم‌فعال‌تر. «فعالیت آن با هر دو برابر است.» نادرست است، زیرا M در جابه‌جاییِ این دو فلز رفتار متفاوتی نشان می‌دهد، پس فعالیتش نمی‌تواند با هر دو برابر باشد. تلهٔ تستی: توانایی جابه‌جاکردنِ یک یون یعنی فعال‌تر بودن از آن فلز، و ناتوانی در جابه‌جاییِ یون دیگر یعنی کم‌فعال‌تر بودن از آن؛ ترکیب این دو نتیجه، جایگاه دقیق M را بین دو فلز مشخص می‌کند.

Question 9

اگر از $160\ \text{g}$ هماتیت خالص در عمل $84\ \text{g}$ آهن به دست آید، بازده واکنش چند درصد است؟

Accepted Answer

$75\%$ — «$75\%$» درست است. $160\,\text{g}$ هماتیت خالص برابر $\dfrac{160}{160}=1\,\text{mol}$ است؛ طبق نسبت استوکیومتری ۱ به ۲، مقدار نظری آهن $2\,\text{mol}$ یعنی $2\times56=112\,\text{g}$ است. بازدهٔ درصدی: $\dfrac{84}{112}\times100=75\%$. «$60\%$»، «$70\%$» و «$80\%$» نادرستند، زیرا هیچ‌کدام از تقسیم درست $84$ بر $112$ حاصل نمی‌شوند. تلهٔ تستی: پیش از محاسبهٔ بازده، باید حتماً مقدار *نظری* را از روی ضریب استوکیومتری درست ($1$ به $2$) به دست آورد؛ اگر به‌اشتباه نسبت $1$ به $1$ به‌کار رود، مقدار نظری $56\,\text{g}$ و بازدهٔ محاسبه‌شده بیش از $100\%$ (نامعتبر) می‌شود.

Question 10

از $90\ \text{g}$ گلوکز خالص در تخمیر کامل، با بازده $80\%$، چند گرم اتانول تولید می‌شود؟ $(\text{C}_6\text{H}_{12}\text{O}_6=180,\ \text{C}_2\text{H}_5\text{OH}=46)$

Accepted Answer

$36.8\ \text{g}$ — «$36.8\ \text{g}$» درست است. $90\,\text{g}$ گلوکز خالص برابر $\dfrac{90}{180}=0.5\,\text{mol}$ است. مقدار نظری اتانول $2\times0.5=1.0\,\text{mol}$ یعنی $46.0\,\text{g}$ است. با بازدهٔ $80\%$: $46.0\times0.8=36.8\,\text{g}$. «$46.0\ \text{g}$» نادرست است، زیرا این مقدار *نظری* (پیش از اعمال بازده) است. «$73.6\ \text{g}$» نادرست است و از اعمال نادرستِ درصد بازده به‌جای درصد کاهش حاصل می‌شود. «$92.0\ \text{g}$» نادرست است و از نادیده‌گرفتن کامل بازده و دوبرابرکردنِ نادرستِ جرم نظری ناشی می‌شود. تلهٔ تستی: عدد $46.0\,\text{g}$ (مقدار نظری) عمداً به‌عنوان یکی از گزینه‌های نادرست گنجانده شده تا داوطلبی که فراموش می‌کند بازده را اعمال کند، فریب بخورد.

یون	رنگ	مثال
$\text{Fe}^{3+}$	قهوه‌ای/زرد	زنگ آهن
$\text{Cu}^{2+}$	آبی	سولفات مس
$\text{Cr}^{3+}$	سبز/بنفش	یاقوت، زمرد
$\text{Ni}^{2+}$	سبز	نیکل سولفات

خانواده	فرمول کلی	نوع پیوند	آزمون شناسایی با برم
آلکان	$C_nH_{2n+2}$	یگانه (سیرشده)	رنگ محلول برم ثابت می‌ماند
آلکن	$C_nH_{2n}$	یک دوگانه	رنگ محلول برم از بین می‌رود
آلکین	$C_nH_{2n-2}$	یک سه‌گانه	رنگ محلول برم از بین می‌رود

01_قدر هدایای زمینی را بدانیم (علوم تجربی)

خلاصه‌ی درسنامه

قدر هدایای زمینی را بدانیم — از عنصرهای جدول تناوبی تا سوخت‌های فسیلی

جدول تناوبی و روندهای اصلی

فلزهای واسطه: رنگ‌ها و استثناهای جدول

فعالیت شیمیایی و یافتن فلزها در طبیعت

خلوص و بازده: از تئوری تا واقعیت آزمایشگاه

هیدروکربن‌ها: خانوادهٔ سه‌قلوی کربن و هیدروژن

نفت خام و زغال سنگ: دو هدیهٔ زیرزمینی

نمونه تست

مباحث مرتبط

ادامه‌ی این مبحث رو ببین