أسئلة الاختيار من متعدد - كتاب الكيمياء - الصف 12 - الفصل 1 - المملكة العربية السعودية

اختبار مقنن - أسئلة الاختيار من متعدد

الجدول المرجعي (جهود الاختزال القياسية):

| E° (V) | الاسم |

| :--- | :--- |

| -2.372 | Mg²⁺ + 2e⁻ → Mg |

| -1.662 | Al³⁺ + 3e⁻ → Al |

| -0.1262 | Pb²⁺ + 2e⁻ → Pb |

| 0.7996 | Ag⁺ + e⁻ → Ag |

| 0.851 | Hg²⁺ + 2e⁻ → Hg |

---

1. أي الأيونات الآتية أسهل اختزالاً؟

أ. Mg²⁺

ب. Hg²⁺

ج. Ag⁺

د. Al³⁺

الحل: سهولة الاختزال تعني ميل المادة لقبول الإلكترونات (أي تكون عاملاً مؤكسداً). كلما كان جهد الاختزال القياسي (E°) أكثر إيجابية، كان الأيون أسهل اختزالاً.

من الجدول:

• E° لـ Mg²⁺ = -2.372 V
• E° لـ Al³⁺ = -1.662 V
• E° لـ Ag⁺ = 0.7996 V
• E° لـ Hg²⁺ = 0.851 V

أعلى جهد اختزال (أكثر إيجابية) هو 0.851 V الخاص بأيون الزئبق (Hg²⁺).

الإجابة الصحيحة: ب

---

2. اعتمادًا على جهود الاختزال القياسية الموضحة في الجدول، أي رمز للخلية يمثل خليته الجلفانية بصورة صحيحة؟

أ. Ag|Ag⁺ || Al³⁺|Al

ب. Mg|Mg²⁺ || H⁺|H₂

ج. H₂|H⁺ || Pb²⁺|Pb

د. Pb|Pb²⁺ || Al³⁺|Al

الحل: في الترميز القياسي للخلية، يُكتب الأنود (حَدَث الأكسدة) على اليسار والكاثود (حَدَث الاختزال) على اليمين. لكي تكون الخلية جلفانية (تلقائية)، يجب أن يكون جهد الخلية القياسي (E°cell) موجباً.

• نتحقق من الخيار (أ): Ag|Ag⁺ || Al³⁺|Al

- الأنود: Ag → Ag⁺ + e⁻ (E°ox = -0.7996 V)

- الكاثود: Al³⁺ + 3e⁻ → Al (E°red = -1.662 V)

- E°cell = E°red - E°ox = (-1.662) - (0.7996) = -2.4616 V (سالب، غير تلقائي).

• نتحقق من الخيار (ب): Mg|Mg²⁺ || H⁺|H₂

- الأنود: Mg → Mg²⁺ + 2e⁻ (E°ox = +2.372 V)

- الكاثود: 2H⁺ + 2e⁻ → H₂ (E°red = 0.00 V) [جهد اختزال الهيدروجين القياسي]

- E°cell = 0.00 - (-2.372) = +2.372 V (موجب، تلقائي). هذا الترميز صحيح.

• نتحقق من الخيار (ج): H₂|H⁺ || Pb²⁺|Pb

- الأنود: H₂ → 2H⁺ + 2e⁻ (E°ox = 0.00 V)

- الكاثود: Pb²⁺ + 2e⁻ → Pb (E°red = -0.1262 V)

- E°cell = (-0.1262) - (0.00) = -0.1262 V (سالب، غير تلقائي).

• نتحقق من الخيار (د): Pb|Pb²⁺ || Al³⁺|Al

- الأنود: Pb → Pb²⁺ + 2e⁻ (E°ox = +0.1262 V)

- الكاثود: Al³⁺ + 3e⁻ → Al (E°red = -1.662 V)

- E°cell = (-1.662) - (-0.1262) = -1.5358 V (سالب، غير تلقائي).

الخيار الوحيد الذي يعطي جهداً موجباً (خلية جلفانية تلقائية) هو الخيار (ب).

الإجابة الصحيحة: ب

---

3. خلية جلفانية تتكون من قضيب من المغنيسيوم مغموس في محلول أيونات Mg²⁺ تركيزه 1M، وقضيب من الفضة مغموس في محلول أيونات Ag⁺ تركيزه 1M. ما الجهد القياسي لهذه الخلية؟

أ. 1.572 V

ب. 3.172 V

ج. 0.773 V

د. 3.971 V

الحل: لحساب الجهد القياسي للخلية (E°cell)، نحدد أولاً الأنود والكاثود.

• من الجدول: E° لـ Mg²⁺/Mg = -2.372 V (أكثر سالبية، عامل مختزل أقوى، سيتأكسد).
• من الجدول: E° لـ Ag⁺/Ag = 0.7996 V (أكثر إيجابية، عامل مؤكسد أقوى، سيُختزل).
• إذن: الأنود هو Mg، والكاثود هو Ag.
• نصف تفاعل الأكسدة (عند الأنود): Mg → Mg²⁺ + 2e⁻
• نصف تفاعل الاختزال (عند الكاثود): Ag⁺ + e⁻ → Ag
• لموازنة الإلكترونات، نضرب تفاعل الفضة في 2: 2Ag⁺ + 2e⁻ → 2Ag
• جهد الخلية القياسي: E°cell = E°(كاثود) - E°(أنود) = E°(Ag⁺/Ag) - E°(Mg²⁺/Mg)
• E°cell = 0.7996 V - (-2.372 V) = 0.7996 + 2.372 = 3.1716 V ≈ 3.172 V

الإجابة الصحيحة: ب

---

4. لو افترضنا توافر الشروط القياسية، فأي الخلايا الآتية تعطي جهدًا مقداره 2.513 V؟

أ. Al | Al³⁺ || Hg²⁺ | Hg

ب. Hg²⁺ | Hg || H₂ | H⁺

ج. Mg | Mg²⁺ || Al³⁺ | Al

د. Pb | Pb²⁺ || Ag | Ag⁺

الحل: نحسب جهد كل خلية محتملة ونقارنه بالقيمة 2.513 V.

• الخيار (أ): Al | Al³⁺ || Hg²⁺ | Hg

- الأنود: Al → Al³⁺ + 3e⁻ (E°ox = +1.662 V)

- الكاثود: Hg²⁺ + 2e⁻ → Hg (E°red = 0.851 V)

- لموازنة الإلكترونات (المضاعف المشترك الأصغر 6): نضرب تفاعل الألومنيوم في 2، وتفاعل الزئبق في 3.

- E°cell = E°(Hg²⁺/Hg) - E°(Al³⁺/Al) = 0.851 - (-1.662) = 2.513 V. تطابق.

• الخيار (ب): Hg²⁺ | Hg || H₂ | H⁺

- الأنود: Hg → Hg²⁺ + 2e⁻ (E°ox = -0.851 V)

- الكاثود: 2H⁺ + 2e⁻ → H₂ (E°red = 0.00 V)

- E°cell = 0.00 - (0.851) = -0.851 V (لا تطابق).

• الخيار (ج): Mg | Mg²⁺ || Al³⁺ | Al

- الأنود: Mg → Mg²⁺ + 2e⁻ (E°ox = +2.372 V)

- الكاثود: Al³⁺ + 3e⁻ → Al (E°red = -1.662 V)

- المضاعف المشترك الأصغر 6.

- E°cell = (-1.662) - (-2.372) = 0.710 V (لا تطابق).

• الخيار (د): Pb | Pb²⁺ || Ag | Ag⁺

- الأنود: Pb → Pb²⁺ + 2e⁻ (E°ox = +0.1262 V)

- الكاثود: Ag⁺ + e⁻ → Ag

- المضاعف المشترك الأصغر 2.

- E°cell = 0.7996 - (-0.1262) = 0.9258 V (لا تطابق).

الخيار الوحيد الذي يعطي جهداً قياسياً مقداره 2.513 V هو الخيار (أ).

الإجابة الصحيحة: أ

---

5. أي العبارات الآتية غير صحيحة؟

أ. البطاريات نواتجها مضغوطة من الخلايا الجلفانية.

ب. البطاريات الثانوية من بطاريات التخزين.

ج. يمكن أن تتكون البطاريات من بطاريات التخزين.

د. تفاعل الأكسدة والاختزال في البطاريات التي يمكن إعادة شحنها تفاعل معكوس.

الحل: نفحص كل عبارة:

• العبارة (أ): "البطاريات نواتجها مضغوطة من الخلايا الجلفانية." هذه العبارة غير واضحة وصياغتها غير دقيقة. البطاريات هي أجهزة تنتج طاقة كهربائية من تفاعلات كيميائية (أكسدة واختزال)، ويمكن اعتبارها خلايا جلفانية عملية ومحمولة، لكن وصفها بأن "نواتجها مضغوطة" ليس توصيفاً صحيحاً أو شائعاً. هذه العبارة تبدو غير صحيحة.
• العبارة (ب): "البطاريات الثانوية من بطاريات التخزين." صحيحة. البطاريات الثانوية (القابلة لإعادة الشحن) تُعرف أيضاً ببطاريات التخزين.
• العبارة (ج): "يمكن أن تتكون البطاريات من بطاريات التخزين." صحيحة. يمكن توصيل عدة خلايا (بطاريات تخزين) معاً لتكوين بطارية ذات جهد أو سعة أكبر.
• العبارة (د): "تفاعل الأكسدة والاختزال في البطاريات التي يمكن إعادة شحنها تفاعل معكوس." صحيحة. عند التفريغ، يحدث تفاعل تلقائي، وعند الشحن، يُعكس التفاعل باستخدام تيار كهربائي خارجي.

العبارة غير الصحيحة هي العبارة (أ).

الإجابة الصحيحة: أ

---

6. ما الذي تتوقع حدوثه إذا غمرت شريحة من الفضة في محلول مائي يحتوي أيونات Cu²⁺؟

أ. عدم حدوث تفاعل

ب. تأكسد الفضة

ج. يترسب النحاس على شريحة الفضة

د. اختزال أيونات النحاس

الحل: نتحقق من إمكانية حدوث تفاعل تلقائي. التفاعل التلقائي يحدث إذا كان الفلز المغمور (Ag) عامل مختزل أقوى من الفلز الموجود على شكل أيون (Cu). أي إذا كان جهد اختزال الفضة أقل (أكثر إيجابية) من جهد اختزال النحاس.

• من المعرفة العامة (وليس من الجدول المرفق): E° لـ Ag⁺/Ag ≈ +0.80 V، و E° لـ Cu²⁺/Cu ≈ +0.34 V.
• جهد اختزال الفضة (0.80 V) أكثر إيجابية من جهد اختزال النحاس (0.34 V). هذا يعني أن أيونات الفضة لديها ميل أكبر للاختزال من أيونات النحاس، وبالتالي الفضة المعدنية لديها ميل أقل للتأكسد من النحاس المعدني.
• بعبارة أخرى، الفضة أقل نشاطاً من النحاس. لا تستطيع الفضة اختزال أيونات النحاس (Cu²⁺) إلى نحاس معدني (Cu). لذلك، لا يتوقع حدوث أي تفاعل.

الإجابة الصحيحة: أ

---

7. ما المادة التي تتكون على المهبط عند التحليل الكهربائي لمحلول مائي من NaCl؟

أ. اليود

ب. الأكسجين

ج. الهيدروجين

د. البوتاسيوم

الحل: في التحليل الكهربائي لمحلول مائي من كلوريد الصوديوم (NaCl):

• الأيونات الموجودة: Na⁺، Cl⁻، H⁺ (من الماء)، OH⁻ (من الماء).
• عند المهبط (الكاثود)، يحدث الاختزال. الأيونان الموجبان هما Na⁺ و H⁺.
• جهد اختزال الماء (2H₂O + 2e⁻ → H₂ + 2OH⁻، E° ≈ -0.83 V) أقل سلبية (أسهل حدوثاً) من جهد اختزال الصوديوم (Na⁺ + e⁻ → Na، E° ≈ -2.71 V) في الوسط المائي.
• لذلك، يختزل أيون الهيدروجين (H⁺) من الماء ويتصاعد غاز الهيدروجين (H₂) عند المهبط.

الإجابة الصحيحة: ج

---

8. ما الذي يحدث عند وضع قطعة من الخارصين Zn في محلول 1.0 M Cu(NO₃)₂؟

أ. يقل [Cu²⁺]

ب. يقل [Zn²⁺]

ج. يزداد [NO₃⁻]

د. لا يحدث تغير

الحل: الخارصين (Zn) أكثر نشاطاً من النحاس (Cu). من سلسلة النشاط الكيميائي، يستطيع الخارصين أن يختزل أيونات النحاس.

• التفاعل التلقائي: Zn(s) + Cu²⁺(aq) → Zn²⁺(aq) + Cu(s)
• في هذا التفاعل:

- تذوب قطعة الخارصين (Zn) وتتحول إلى أيونات Zn²⁺ في المحلول، لذا يزداد تركيز [Zn²⁺] (مما يستبعد الخيار ب).

- تختزل أيونات النحاس (Cu²⁺) إلى نحاس معدني (Cu) يترسب، لذا ينخفض تركيز [Cu²⁺] في المحلول.

- أيونات النترات (NO₃⁻) أيونات متفرجة ولا تشارك في التفاعل، لذا يبقى تركيزها ثابتاً (مما يستبعد الخيار ج).

• إذن، التغير الصحيح هو نقصان تركيز أيونات النحاس الثنائية [Cu²⁺].

الإجابة الصحيحة: أ

اختبار مقنن

أسئلة الاختيار من متعدد

استخدم الجدول الآتي للإجابة عن الأسئلة من 1 إلى 4.

1. أي الأيونات الآتية أسهل اختزالاً؟

2. اعتمادًا على جهود الاختزال القياسية الموضحة في الجدول، أي رمز للخلية يمثل خليته الجلفانية بصورة صحيحة؟

3. خلية جلفانية تتكون من قضيب من المغنيسيوم مغموس في محلول أيونات Mg²⁺ تركيزه 1M، وقضيب من الفضة مغموس في محلول أيونات Ag⁺ تركيزه 1M. ما الجهد القياسي لهذه الخلية؟

4. لو افترضنا توافر الشروط القياسية، فأي الخلايا الآتية تعطي جهدًا مقداره 2.513 V؟

5. أي العبارات الآتية غير صحيحة؟

6. ما الذي تتوقع حدوثه إذا غمرت شريحة من الفضة في محلول مائي يحتوي أيونات Cu²⁺؟

7. ما المادة التي تتكون على المهبط عند التحليل الكهربائي لمحلول مائي من NaCl؟

8. ما الذي يحدث عند وضع قطعة من الخارصين Zn في محلول 1.0 M Cu(NO₃)₂؟

وزارة التعليم Ministry of Education 2025 - 1447

168

اختبار مقنن --- SECTION: أسئلة الاختيار من متعدد --- أسئلة الاختيار من متعدد استخدم الجدول الآتي للإجابة عن الأسئلة من 1 إلى 4. --- SECTION: 1 --- 1. أي الأيونات الآتية أسهل اختزالاً؟ --- SECTION: 2 --- 2. اعتمادًا على جهود الاختزال القياسية الموضحة في الجدول، أي رمز للخلية يمثل خليته الجلفانية بصورة صحيحة؟ --- SECTION: 3 --- 3. خلية جلفانية تتكون من قضيب من المغنيسيوم مغموس في محلول أيونات Mg²⁺ تركيزه 1M، وقضيب من الفضة مغموس في محلول أيونات Ag⁺ تركيزه 1M. ما الجهد القياسي لهذه الخلية؟ --- SECTION: 4 --- 4. لو افترضنا توافر الشروط القياسية، فأي الخلايا الآتية تعطي جهدًا مقداره 2.513 V؟ --- SECTION: 5 --- 5. أي العبارات الآتية غير صحيحة؟ --- SECTION: 6 --- 6. ما الذي تتوقع حدوثه إذا غمرت شريحة من الفضة في محلول مائي يحتوي أيونات Cu²⁺؟ --- SECTION: 7 --- 7. ما المادة التي تتكون على المهبط عند التحليل الكهربائي لمحلول مائي من NaCl؟ --- SECTION: 8 --- 8. ما الذي يحدث عند وضع قطعة من الخارصين Zn في محلول 1.0 M Cu(NO₃)₂؟ وزارة التعليم Ministry of Education 2025 - 1447 168 --- VISUAL CONTEXT --- **TABLE**: جهود الاختزال القياسية لبعض أنصاف الخلايا عند 25°C و 1M Description: A table listing standard reduction potentials (E°) for various half-cells at 25°C and 1M concentration. It includes two columns: 'E° (V)' for the standard potential in Volts and 'الاسم' for the half-reaction. Table Structure: Headers: E° (V) | الاسم Rows: Row 1: -2.372 | Mg²⁺ + 2e⁻ → Mg Row 2: -1.662 | Al³⁺ + 3e⁻ → Al Row 3: -0.1262 | Pb²⁺ + 2e⁻ → Pb Row 4: 0.7996 | Ag⁺ + e⁻ → Ag Row 5: 0.851 | Hg²⁺ + 2e⁻ → Hg Calculation needed: Standard reduction potentials are used to calculate standard cell potentials (E°cell = E°reduction - E°oxidation) for galvanic cells, determine the spontaneity of redox reactions, and identify the strongest oxidizing and reducing agents. A more positive E° indicates a greater tendency for reduction. X-axis: N/A Y-axis: N/A Data: The table provides standard reduction potentials for five different half-reactions, ranging from highly negative to positive values. These values indicate the relative ease of reduction for each species. Context: This table is a critical reference for electrochemistry problems, enabling the prediction of reaction feasibility and the quantitative analysis of electrochemical cells.