صفحة 185 - كتاب الكيمياء - الصف 10 - الفصل 1 - المملكة العربية السعودية

سؤال 9: 9. ما الكتلة المولية لأباتيت الفلور $Ca_5(PO_4)_3F$. a. 314 g/mol b. 344 g/mol c. 442 g/mol d. 504 g/mol e. 524 g/mol

الإجابة: س9: الإجابة الصحيحة: (د) g/mol 504

خطوات الحل:

1. **الخطوة 1 (المعطيات):** لإيجاد الكتلة المولية لأباتيت الفلور $Ca_5(PO_4)_3F$، نحتاج إلى معرفة الكتل الذرية للعناصر المكونة له وعدد ذرات كل عنصر في الصيغة الكيميائية. - الصيغة الكيميائية: $Ca_5(PO_4)_3F$ - الكتل الذرية التقريبية: - الكالسيوم (Ca): 40.08 g/mol - الفوسفور (P): 30.97 g/mol - الأكسجين (O): 16.00 g/mol - الفلور (F): 19.00 g/mol
2. **الخطوة 2 (القانون):** الكتلة المولية للمركب تُحسب بجمع الكتل الذرية لجميع الذرات المكونة له. أي: $$ \text{الكتلة المولية} = \sum (\text{عدد ذرات العنصر} \times \text{الكتلة الذرية للعنصر}) $$
3. **الخطوة 3 (الحل):** نحدد عدد ذرات كل عنصر في الصيغة $Ca_5(PO_4)_3F$ ثم نضربها في كتلها الذرية: - عدد ذرات الكالسيوم (Ca) = 5 - عدد ذرات الفوسفور (P) = $3 \times 1 = 3$ - عدد ذرات الأكسجين (O) = $3 \times 4 = 12$ - عدد ذرات الفلور (F) = 1 الآن نحسب مساهمة كل عنصر في الكتلة المولية الكلية: - مساهمة Ca: $5 \times 40.08 = 200.40 \text{ g/mol}$ - مساهمة P: $3 \times 30.97 = 92.91 \text{ g/mol}$ - مساهمة O: $12 \times 16.00 = 192.00 \text{ g/mol}$ - مساهمة F: $1 \times 19.00 = 19.00 \text{ g/mol}$ نجمع هذه المساهمات للحصول على الكتلة المولية الكلية: $$ \text{الكتلة المولية الكلية} = 200.40 + 92.91 + 192.00 + 19.00 = 504.31 \text{ g/mol} $$
4. **الخطوة 4 (النتيجة):** إذن الكتلة المولية لأباتيت الفلور $Ca_5(PO_4)_3F$ هي تقريباً **504 g/mol**.

سؤال 10: استعن بالجدول أدناه للإجابة عن السؤال 10. 10. كم مركباً يمكن أن يتكوّن من النحاس والكبريت والأكسجين؟ اكتب أسماءها وصيغها.

الإجابة: س10: يمكن تكوين 6 مركبات: 1) كبريتيت النحاس (I): $Cu_2SO_3$ 2) كبريتيت النحاس (II): $CuSO_3$ 3) كبريتات النحاس (I): $Cu_2SO_4$ 4) كبريتات النحاس (II): $CuSO_4$ 5) ثيوكبريتات النحاس (I): $Cu_2S_2O_3$ 6) ثيوكبريتات النحاس (II): $CuS_2O_3$

خطوات الحل:

1. **الخطوة 1 (المفهوم):** لتحديد المركبات التي يمكن أن تتكون من النحاس (Cu) والكبريت (S) والأكسجين (O)، يجب أن نأخذ في الاعتبار حالات الأكسدة الشائعة للنحاس والأيونات المتعددة الذرات الشائعة التي تحتوي على الكبريت والأكسجين. - النحاس (Cu) له حالتا أكسدة شائعتان: النحاس (I) ($Cu^+$) والنحاس (II) ($Cu^{2+}$). - الأيونات المتعددة الذرات الشائعة التي تحتوي على الكبريت والأكسجين هي: - أيون الكبريتيت: $SO_3^{2-}$ - أيون الكبريتات: $SO_4^{2-}$ - أيون الثيوكبريتات: $S_2O_3^{2-}$
2. **الخطوة 2 (التطبيق):** نقوم بدمج كل حالة أكسدة للنحاس مع كل أيون من الأيونات المتعددة الذرات، مع التأكد من أن المركب الناتج متعادل كهربائياً (مجموع الشحنات يساوي صفر): - **مع أيون الكبريتيت ($SO_3^{2-}$):** - النحاس (I) ($Cu^+$): نحتاج إلى ذرتين من النحاس لموازنة شحنة الأيون ($2 \times (+1) + (-2) = 0$). - النحاس (II) ($Cu^{2+}$): نحتاج إلى ذرة واحدة من النحاس لموازنة شحنة الأيون ($+2 + (-2) = 0$). - **مع أيون الكبريتات ($SO_4^{2-}$):** - النحاس (I) ($Cu^+$): نحتاج إلى ذرتين من النحاس ($2 \times (+1) + (-2) = 0$). - النحاس (II) ($Cu^{2+}$): نحتاج إلى ذرة واحدة من النحاس ($+2 + (-2) = 0$). - **مع أيون الثيوكبريتات ($S_2O_3^{2-}$):** - النحاس (I) ($Cu^+$): نحتاج إلى ذرتين من النحاس ($2 \times (+1) + (-2) = 0$). - النحاس (II) ($Cu^{2+}$): نحتاج إلى ذرة واحدة من النحاس ($+2 + (-2) = 0$).
3. **الخطوة 3 (النتيجة):** بناءً على الدمج السابق، يمكن تكوين 6 مركبات مختلفة، وهي: 1. **كبريتيت النحاس (I):** $Cu_2SO_3$ 2. **كبريتيت النحاس (II):** $CuSO_3$ 3. **كبريتات النحاس (I):** $Cu_2SO_4$ 4. **كبريتات النحاس (II):** $CuSO_4$ 5. **ثيوكبريتات النحاس (I):** $Cu_2S_2O_3$ 6. **ثيوكبريتات النحاس (II):** $CuS_2O_3$

سؤال 11: استعن بالشكل أدناه للإجابة عن السؤال 11. طلب إليك تحديد ما إذا كانت عينة من الفلز تتكون من الخارصين، أو الرصاص، أو الليثيوم. ولديك المحاليل الآتية: كلوريد البوتاسيوم KCl، كلوريد الألمنيوم $AlCl_3$، كلوريد الحديد III $FeCl_3$، كلوريد النحاس (II) $CuCl_2$. 11. وضح كيف تستخدم المحاليل في معرفة نوع الفلز الذي تتكون منه العينة؟

الإجابة: س11: نضع قطعة من العينة في كل محلول ونلاحظ حدوث إحلال بسيط، ثم نطابق النتائج مع سلسلة النشاط: - إذا تفاعلت العينة مع $AlCl_3$ (إحلال Al): إذن الفلز ليثيوم Li. - إذا تفاعلت مع $FeCl_3$ ولم تتفاعل مع $AlCl_3$ (إحلال Fe): إذن الفلز خارصين Zn. - إذا تفاعلت فقط مع $CuCl_2$ (إحلال Cu): إذن الفلز رصاص Pb.

خطوات الحل:

1. **الخطوة 1 (المفهوم):** لتحديد نوع الفلز المجهول (الخارصين، الرصاص، أو الليثيوم) باستخدام المحاليل المعطاة، نعتمد على مبدأ سلسلة النشاط الكيميائي للفلزات (سلسلة الإحلال). ينص هذا المبدأ على أن الفلز الأكثر نشاطاً يمكن أن يحل محل الفلز الأقل نشاطاً في مركباته (محاليله المائية). ترتيب النشاط للفلزات المعنية (من الأكثر نشاطاً إلى الأقل): البوتاسيوم (K) > الليثيوم (Li) > الألمنيوم (Al) > الخارصين (Zn) > الحديد (Fe) > الرصاص (Pb) > النحاس (Cu). هذا يعني أن: - الليثيوم (Li) سيحل محل الألمنيوم (Al)، الخارصين (Zn)، الحديد (Fe)، الرصاص (Pb)، والنحاس (Cu). - الخارصين (Zn) سيحل محل الحديد (Fe)، الرصاص (Pb)، والنحاس (Cu). - الرصاص (Pb) سيحل محل النحاس (Cu) فقط. - البوتاسيوم (K) هو الأكثر نشاطاً من الفلزات المجهولة، لذا لن يحل أي من الليثيوم، الخارصين، أو الرصاص محله في محلول كلوريد البوتاسيوم (KCl).
2. **الخطوة 2 (التطبيق):** نضع قطعة صغيرة من العينة الفلزية المجهولة في أنابيب اختبار منفصلة تحتوي على كميات متساوية من كل محلول من المحاليل المعطاة (كلوريد البوتاسيوم KCl، كلوريد الألمنيوم $AlCl_3$، كلوريد الحديد III $FeCl_3$، كلوريد النحاس (II) $CuCl_2$). ثم نلاحظ حدوث أي تفاعل (مثل تكون راسب فلزي على سطح العينة أو تغير لون المحلول). بناءً على سلسلة النشاط، نتوقع الآتي: - **اختبار مع كلوريد الألمنيوم ($AlCl_3$):** - إذا تفاعلت العينة مع $AlCl_3$ (وظهر إحلال للألمنيوم)، فهذا يعني أن الفلز المجهول أكثر نشاطاً من الألمنيوم. الفلز الوحيد من الخيارات (Li, Zn, Pb) الذي هو أكثر نشاطاً من الألمنيوم هو **الليثيوم (Li)**. - **اختبار مع كلوريد الحديد III ($FeCl_3$):** - إذا لم تتفاعل العينة مع $AlCl_3$ (مما يستبعد الليثيوم) ولكنها تفاعلت مع $FeCl_3$ (وظهر إحلال للحديد)، فهذا يعني أن الفلز أقل نشاطاً من الألمنيوم ولكنه أكثر نشاطاً من الحديد. الفلز الوحيد الذي ينطبق عليه هذا هو **الخارصين (Zn)**. - **اختبار مع كلوريد النحاس (II) ($CuCl_2$):** - إذا لم تتفاعل العينة مع $AlCl_3$ ولا مع $FeCl_3$ (مما يستبعد الليثيوم والخارصين) ولكنها تفاعلت مع $CuCl_2$ (وظهر إحلال للنحاس)، فهذا يعني أن الفلز أقل نشاطاً من الحديد ولكنه أكثر نشاطاً من النحاس. الفلز الوحيد الذي ينطبق عليه هذا هو **الرصاص (Pb)**. - **ملاحظة حول كلوريد البوتاسيوم (KCl):** لن تتفاعل أي من الفلزات المجهولة (Li, Zn, Pb) مع محلول KCl لأن البوتاسيوم (K) أكثر نشاطاً منها جميعاً.
3. **الخطوة 3 (النتيجة):** بناءً على الملاحظات والتفاعلات المتوقعة، يمكن تحديد نوع الفلز الذي تتكون منه العينة كالتالي: - إذا تفاعلت العينة مع محلول كلوريد الألمنيوم ($AlCl_3$)، فالعينة هي **الليثيوم (Li)**. - إذا لم تتفاعل العينة مع $AlCl_3$ ولكنها تفاعلت مع محلول كلوريد الحديد III ($FeCl_3$)، فالعينة هي **الخارصين (Zn)**. - إذا لم تتفاعل العينة مع $AlCl_3$ ولا مع $FeCl_3$ ولكنها تفاعلت مع محلول كلوريد النحاس (II) ($CuCl_2$)، فالعينة هي **الرصاص (Pb)**.

ما الكتلة المولية لآنيت الفلور F₃(Ca₅(PO₄)₃؟

• أ) 344 g/mol
• ب) 442 g/mol
• ج) 504 g/mol
• د) 524 g/mol

الإجابة الصحيحة: c

الإجابة: 504 g/mol

الشرح: ١. الصيغة: Ca₅(PO₄)₃F. أي: 5 ذرات كالسيوم، 3 مجموعات فوسفات (PO₄)، و 1 ذرة فلور. ٢. الكتل الذرية: Ca ≈ 40، P ≈ 31، O ≈ 16، F ≈ 19. ٣. الحساب: - كالسيوم: 5 × 40 = 200 g/mol - فوسفور: 3 × 31 = 93 g/mol - أكسجين: (3 مجموعات × 4 ذرات) × 16 = 12 × 16 = 192 g/mol - فلور: 1 × 19 = 19 g/mol ٤. المجموع: 200 + 93 + 192 + 19 = 504 g/mol.

تلميح: احسب الكتلة المولية بجمع كتل جميع الذرات في الصيغة. تذكر عدد ذرات كل عنصر داخل الأقواس.

التصنيف: مسألة تدريبية | المستوى: متوسط

إذا طُلب إليك تحديد ما إذا كانت عينة من الفلز تتكون من الخارصين، أو الرصاص، أو الليثيوم، ولديك محاليل كلوريد البوتاسيوم KCl، وكلوريد الألمنيوم AlCl₃، وكلوريد الحديد III FeCl₃، وكلوريد النحاس II CuCl₂، فما المبدأ العلمي الأساسي الذي تستخدمه للتمييز بينها؟

• أ) الذوبانية في الماء، حيث تذوب بعض الفلزات في هذه المحاليل والبعض الآخر لا.
• ب) سلسلة النشاط الكيميائي للفلزات، حيث تتفاعل الفلزات الأكثر نشاطاً مع محاليل أملاح الفلزات الأقل نشاطاً.
• ج) تغير لون المحلول، حيث تنتج كل فلز لوناً مميزاً مع كل ملح.
• د) قياس التوصيل الكهربائي للمحلول قبل وبعد إضافة العينة.

الإجابة الصحيحة: b

الإجابة: سلسلة النشاط الكيميائي للفلزات، حيث تتفاعل الفلزات الأكثر نشاطاً مع محاليل أملاح الفلزات الأقل نشاطاً.

الشرح: ١. الخارصين (Zn) والليثيوم (Li) أكثر نشاطاً من الرصاص (Pb) في سلسلة النشاط. ٢. الليثيوم هو الأكثر نشاطاً بين الثلاثة. ٣. باستخدام سلسلة النشاط، يمكن التنبؤ بأي تفاعلات استبدال ستحدث عند وضع العينة في المحاليل المختلفة للتمييز بينها.

تلميح: فكر في أي الفلزات يمكنها أن تحل محل أيونات فلزات أخرى من محاليل أملاحها.

التصنيف: مفهوم جوهري | المستوى: متوسط

باستخدام جدول شحنات الأيونات، كم مركباً مختلفاً يمكن تكوينه من أيونات النحاس (I أو II) مع أيونات الكبريت (كبريتيد S²⁻ أو كبريتيت SO₃²⁻ أو كبريتات SO₄²⁻)؟

• أ) 3 مركبات
• ب) 4 مركبات
• ج) 6 مركبات
• د) 9 مركبات

الإجابة الصحيحة: c

الإجابة: 6 مركبات

الشرح: ١. أيونات النحاس المتاحة: نحاس I (Cu⁺) ونحاس II (Cu²⁺). ٢. أيونات الكبريت/الأكسجين المتاحة: كبريتيد (S²⁻)، كبريتيت (SO₃²⁻)، كبريتات (SO₄²⁻). ٣. عدد التوليفات = (عدد أيونات النحاس) × (عدد أيونات الكبريت/الأكسجين) = 2 × 3 = 6 مركبات.

تلميح: فكر في جميع التوليفات الممكنة بين نوعي أيون النحاس (Cu⁺ و Cu²⁺) والأنواع الثلاثة لأيونات الكبريت والأكسجين.

التصنيف: مسألة تدريبية | المستوى: سهل

أي من أزواج الصيغة والاسم التالية تمثل مركباً صحيحاً يمكن تكوينه من النحاس والكبريت والأكسجين؟

• أ) كبريتيد النحاس (I) - CuS
• ب) كبريتات النحاس (I) - CuSO₄
• ج) كبريتات النحاس (II) - CuSO₄
• د) كبريتيت النحاس (II) - CuS

الإجابة الصحيحة: c

الإجابة: كبريتات النحاس (II) - CuSO₄

الشرح: ١. أيون النحاس II (Cu²⁺) له شحنة +2. ٢. أيون الكبريتات (SO₄²⁻) له شحنة -2. ٣. عند اتحادهما: (+2) + (-2) = 0، مما يشكل مركباً متعادلاً كهربائياً هو CuSO₄.

تلميح: تأكد من توازن الشحنة الكلية للمركب (مجموع الشحنات الموجبة والسالبة يجب أن يساوي صفر).

التصنيف: مسألة تدريبية | المستوى: متوسط