الخلفية - كتاب الكيمياء - الصف 10 - الفصل 1 - المملكة العربية السعودية

سؤال 1: لاحظ واستنتج صف التغيرات التي لاحظتها في الخطوة 6. هل كان هناك دليل على حدوث تغير كيميائي؟ توقع المواد الناتجة.

الإجابة: س 1: لوحظ تغير لون المحلول إلى الأزرق، وتكون بلورات فضية. نعم، أدلة على تغير كيميائي. النواتج: Ag و $Cu(NO_3)_2$

خطوات الحل:

1. **الشرح:** لنفهم هذا السؤال. في الخطوة 6، نلاحظ تغيرات في التجربة. الفكرة هنا هي البحث عن أدلة تدل على حدوث تفاعل كيميائي، مثل تغير اللون أو تكون مادة جديدة (راسب أو بلورات). من الملاحظات المذكورة، تغير لون المحلول إلى الأزرق وتكون بلورات فضية. تغير اللون وتكون مادة صلبة جديدة (البلورات) هما دليلان قويان على حدوث تغير كيميائي، وليس مجرد تغير فيزيائي. بما أن التفاعل هو بين النحاس ومحلول نترات الفضة، فإن النحاس يحل محل الفضة في المحلول. لذلك، المواد الناتجة المتوقعة هي فلز الفضة (الذي يترسب) ومحلول نترات النحاس (الذي يعطي اللون الأزرق). إذن الإجابة هي: **نعم، هناك أدلة على تغير كيميائي (تغير اللون وتكون راسب). المواد الناتجة: فلز الفضة (Ag) ومحلول نترات النحاس $Cu(NO_3)_2$.**

سؤال 2: قارن ابحث في أحد المصادر لتحديد ألوان كل من فلز الفضة، ونترات النحاس في الماء، ثم قارن هذه المعلومات بملاحظاتك على المواد المتفاعلة والمواد الناتجة في الخطوة 6.

الإجابة: س 2: لون الفضة: رمادي لامع. لون نترات النحاس: أزرق. هذا يطابق الملاحظات (ترسب فضي ومحلول أزرق).

خطوات الحل:

1. **الشرح:** الفكرة في هذا السؤال هي المقارنة بين المعلومات النظرية والملاحظات العملية من التجربة. نبحث أولاً عن لون كل مادة في حالتها النقية أو في المحلول. من المصادر، نجد أن فلز الفضة النقي لونه رمادي فضي لامع. أما نترات النحاس (II) عند إذابتها في الماء، فإن المحلول يكون لونه أزرق بسبب وجود أيونات النحاس $Cu^{2+}$. الآن نقارن هذه المعلومات بما لاحظناه في الخطوة 6 من التجربة. لاحظنا تكون بلورات أو ترسب ذي لون فضي، وهذا يتطابق مع لون الفضة. ولاحظنا أيضًا أن لون المحلول أصبح أزرق، وهذا يتطابق مع لون محلول نترات النحاس. هذه المطابقة بين الألوان النظرية والملاحظة العملية تدعم استنتاجنا من السؤال السابق حول المواد الناتجة. إذن الإجابة هي: **لون الفضة: رمادي لامع. لون نترات النحاس في الماء: أزرق. هذه الألوان تطابق الملاحظات العملية (ترسب فضي ومحلول أزرق).**

سؤال 3: حدّد يبعث النحاس ضوءًا أزرق مائلاً إلى الخضرة في اختبار اللهب. هل تؤكد ملاحظاتك وجود النحاس في السائل الذي جُمع في الخطوة 11؟

الإجابة: س 3: نعم؛ ظهور لون أزرق مائل للخضرة في اللهب يؤكد وجود النحاس (أيونات $Cu^{2+}$).

خطوات الحل:

1. **الخطوة 1 (المفهوم):** نتذكر أن اختبار اللهب هو طريقة كيميائية للكشف عن وجود عناصر معينة. كل عنصر يعطي لونًا مميزًا للهب عند تسخينه بسبب امتصاص وإصدار فوتونات ذات أطوال موجية محددة. **الخطوة 2 (التطبيق):** المعلومة المعطاة تقول أن النحاس يبعث ضوءًا أزرق مائلاً إلى الخضرة في اختبار اللهب. هذا اللون المميز هو دليل على وجود أيونات النحاس $Cu^{2+}$. في الخطوة 11 من التجربة، جُمع السائل الناتج (وهو على الأرجح محلول نترات النحاس من التفاعل). إذا قمنا بإجراء اختبار اللهب على هذا السائل ولاحظنا ظهور اللون الأزرق المائل للخضرة، فهذا يؤكد بشكل تجريبي وجود أيونات النحاس فيه. **الخطوة 3 (النتيجة):** إذن، نعم، ظهور اللون الأزرق المائل للخضرة في اختبار اللهب للسائل المجموع **يؤكد وجود النحاس (أيونات $Cu^{2+}$)** فيه.

سؤال 4: صنّف من أي أنواع المخاليط يعد نترات الفضة في الماء؟ أي أنواع المخاليط تكوّن بعد الخطوة 6؟

الإجابة: س 4: نترات الفضة في الماء: محلول متجانس. بعد التفاعل: مخلوط غير متجانس (محلول + راسب).

خطوات الحل:

1. **الخطوة 1 (المفهوم):** نتذكر أنواع المخاليط. المخلوط المتجانس هو الذي تكون مكوناته ممتزجة بشكل منتظم ولا يمكن تمييزها بالعين المجردة، مثل المحاليل. المخلوط غير المتجانس هو الذي يمكن تمييز مكوناته، مثل المخلوط المعلق (محلول + راسب). **الخطوة 2 (التطبيق على التجربة):** قبل التفاعل (في الخطوة 6)، لدينا نترات الفضة مذابة في الماء. هذا يكون محلولاً، حيث تذوب بلورات $AgNO_3$ في الماء وتنتشر أيوناتها ($Ag^+$ و $NO_3^-$) بشكل منتظم. لا نرى البلورات الأصلية. إذن، هذا مخلوط **متجانس**. بعد حدوث التفاعل في الخطوة 6، نلاحظ تكون بلورات فضية (فلز الفضة) تترسب في قاع الوعاء، بالإضافة إلى المحلول الأزرق (نترات النحاس). هنا يمكننا تمييز طورين: الطور الصلب (الراسب الفضي) والطور السائل (المحلول الأزرق). **الخطوة 3 (النتيجة):** إذن: - نترات الفضة في الماء قبل التفاعل: **مخلوط متجانس (محلول)**. - الخليط بعد التفاعل في الخطوة 6: **مخلوط غير متجانس (معلق: محلول + راسب)**.

سؤال سؤال / التوسع في الاستقصاء: سؤال: هل يتفاعل النحاس مع نترات الفضة؟ ما العناصر التي تتفاعل؟ وما المركب الناتج عن تفاعلها؟ التوسع في الاستقصاء: قارن ملاحظاتك مع ملاحظات زملائك في المجموعات الأخرى، وكون فرضية لتفسير أي اختلافات، ثم صمم تجربة لاختبارها.

الإجابة: س: سؤال التجربة - هل يتفاعل النحاس مع نترات الفضة؟ ج: نعم، يتفاعل النحاس مع نترات الفضة؛ حيث يزيح النحاس الفضة من محلولها. العناصر المتفاعلة: النحاس Cu والفضة Ag (أيونات). المركب الناتج: نترات النحاس (II) $Cu(NO_3)_2$ وفلز الفضة. المعادلة: $Cu + 2AgNO_3 \rightarrow Cu(NO_3)_2 + 2Ag$ س: التوسع في الاستقصاء ج: الفرضية: اختلاف النتائج بسبب اختلاف تركيز $AgNO_3$ أو الحرارة أو الصنفرة. التجربة: تثبيت العوامل وتغيير تركيز المحلول، ثم قياس كتلة الفضة المترسبة.

خطوات الحل:

1. **الشرح:** لنفهم هذا الجزء. ينقسم إلى قسمين: سؤال مباشر عن التفاعل، ثم نشاط توسعي. **أولاً: السؤال عن التفاعل.** الفكرة هي تحديد ما إذا كان تفاعل إحلال بسيط يحدث. نعلم من سلسلة النشاط الكيميائي أن النحاس (Cu) أكثر نشاطًا من الفضة (Ag). لذلك، يمكن للنحاس أن يزيح الفضة من محلول أحد أملاحها، مثل نترات الفضة ($AgNO_3$). في هذا التفاعل، تتفاعل ذرات النحاس الصلب مع أيونات الفضة ($Ag^+$) في المحلول. ينتج عن هذا أيونات نحاس ($Cu^{2+}$) تذوب في المحلول مكونة نترات النحاس، وذرات فضة ($Ag$) تترسب كفلز صلب. إذن: - **هل يتفاعل النحاس مع نترات الفضة؟** نعم. - **العناصر/الأيونات المتفاعلة:** النحاس الصلب (Cu) وأيونات الفضة ($Ag^+$) من $AgNO_3$. - **المركب الناتج:** نترات النحاس (II) $Cu(NO_3)_2$ (في المحلول)، بالإضافة إلى فلز الفضة (Ag) الصلب كمنتج ثان. - **المعادلة الكيميائية:** $Cu_{(s)} + 2AgNO_{3(aq)} \rightarrow Cu(NO_3)_{2(aq)} + 2Ag_{(s)}$ **ثانياً: التوسع في الاستقصاء.** هذا نشاط تحريضي. الفكرة هي مقارنة نتائج مجموعات مختلفة، والتي قد تختلف قليلاً (مثل سرعة التفاعل، أو كمية الراسب). لنفترض أننا قارنا ووجدنا اختلافات. يجب أن نكون **فرضية** منطقية لتفسير هذه الاختلافات. الفرضية هي تخمين علمي مبني على ملاحظة. على سبيل المثال، قد تكون الفرضية: "الاختلاف في كمية الفضة المترسبة يعود إلى اختلاف تركيز محلول نترات الفضة المستخدم بين المجموعات". بعد ذلك، نصمم **تجربة** لاختبار هذه الفرضية. يجب أن نتحكم في جميع العوامل الثابتة (مثل حجم المحلول، كتلة النحاس، درجة الحرارة) ونغير عامل واحد فقط (وهو المتغير المستقل) الذي نختبره، مثل تركيز محلول $AgNO_3$. ثم نقيس النتيجة (المتغير التابع)، مثل كتلة الفضة المترسبة بعد وقت محدد. إذن، الإجابة تتضمن: - **الفرضية المقترحة:** مثلاً، الاختلاف بسبب تركيز $AgNO_3$ المختلف. - **تصميم التجربة:** تثبيت العوامل الأخرى وتغيير التركيز فقط، ثم قياس كتلة الراسب الفضي المتكون.

في تجربة تفاعل النحاس مع نترات الفضة، ما الدليل على حدوث تغير كيميائي في الخطوة 6؟ وما هي المواد الناتجة المتوقعة؟

• أ) تغير لون المحلول إلى الأحمر، وتكون غاز. المواد الناتجة: أكسيد النحاس وغاز الهيدروجين.
• ب) تغير لون المحلول إلى الأزرق، وتكون بلورات فضية. المواد الناتجة: فلز الفضة (Ag) ومحلول نترات النحاس (Cu(NO₃)₂).
• ج) بقاء المحلول عديم اللون، وتكون فقاعات. المواد الناتجة: كلوريد الفضة وغاز الأكسجين.
• د) تغير لون المحلول إلى الأخضر، وذوبان السلك. المواد الناتجة: كبريتات النحاس وفلز الفضة.

الإجابة الصحيحة: b

الإجابة: تغير لون المحلول إلى الأزرق، وتكون بلورات فضية. المواد الناتجة: فلز الفضة (Ag) ومحلول نترات النحاس (Cu(NO₃)₂).

الشرح: ١. تغير اللون وتكون راسب (بلورات) هما دليلان قويان على حدوث تفاعل كيميائي. ٢. التفاعل هو تفاعل إحلال أحادي: النحاس يحل محل الفضة في المحلول. ٣. النواتج: فلز الفضة (الذي يترسب) ومحلول نترات النحاس (الذي يعطي اللون الأزرق).

تلميح: ابحث عن أدلة مثل تغير اللون أو تكون مادة صلبة جديدة.

التصنيف: تفكير ناقد | المستوى: متوسط

ما لون فلز الفضة النقي ولون محلول نترات النحاس في الماء؟ وكيف تطابق هذه المعلومات الملاحظات العملية من تجربة تفاعل النحاس مع نترات الفضة؟

• أ) لون الفضة: أبيض، ولون نترات النحاس: أخضر. هذه الألوان لا تطابق الملاحظات.
• ب) لون الفضة: أصفر، ولون نترات النحاس: بني. هذه الألوان تطابق الملاحظات (ترسب أصفر ومحلول بني).
• ج) لون الفضة: رمادي لامع. لون نترات النحاس في الماء: أزرق. هذه الألوان تطابق الملاحظات (ترسب فضي ومحلول أزرق).
• د) لون الفضة: أسود، ولون نترات النحاس: عديم اللون. هذه الألوان تطابق الملاحظات (ترسب أسود ومحلول شفاف).

الإجابة الصحيحة: c

الإجابة: لون الفضة: رمادي لامع. لون نترات النحاس في الماء: أزرق. هذه الألوان تطابق الملاحظات (ترسب فضي ومحلول أزرق).

الشرح: ١. من الخصائص الفيزيائية: فلز الفضة النقي لونه رمادي فضي لامع. ٢. محلول نترات النحاس (II) لونه أزرق بسبب أيونات النحاس Cu²⁺. ٣. في التجربة، لوحظ ترسب فضي (يطابق لون الفضة) ومحلول أزرق (يطابق لون نترات النحاس).

تلميح: تذكر أن الألوان المميزة للمواد تساعد في التعرف عليها.

التصنيف: مفهوم جوهري | المستوى: سهل

إذا أظهر السائل المجموع في الخطوة 11 لونًا أزرق مائلاً للخضرة في اختبار اللهب، فماذا يؤكد ذلك؟

• أ) يؤكد وجود أيونات الفضة (Ag⁺) في السائل.
• ب) يؤكد أن السائل ماء نقي.
• ج) يؤكد وجود أيونات النحاس (Cu²⁺) في السائل.
• د) يؤكد أن التفاعل لم يحدث.

الإجابة الصحيحة: c

الإجابة: يؤكد وجود أيونات النحاس (Cu²⁺) في السائل.

الشرح: ١. اختبار اللهب هو طريقة تحليلية نوعية. ٢. كل عنصر يعطي لونًا مميزًا للهب بسبب امتصاص وإصدار فوتونات ذات أطوال موجية محددة. ٣. اللون الأزرق المائل للخضرة هو اللون المميز لأيونات النحاس Cu²⁺.

تلميح: اختبار اللهب يستخدم للكشف عن العناصر بناءً على اللون المميز الذي تعطيه.

التصنيف: مفهوم جوهري | المستوى: سهل

ما نوع المخلوط الذي يمثله محلول نترات الفضة في الماء قبل التفاعل؟ وما نوع المخلوط المتكون بعد التفاعل في الخطوة 6؟

• أ) قبل التفاعل: مخلوط غير متجانس. بعد التفاعل: مخلوط متجانس.
• ب) قبل التفاعل: مخلوط متجانس (محلول). بعد التفاعل: مخلوط غير متجانس (معلق: محلول + راسب).
• ج) قبل التفاعل وبعده: مخلوط متجانس.
• د) قبل التفاعل: عنصر نقي. بعد التفاعل: مركب نقي.

الإجابة الصحيحة: b

الإجابة: قبل التفاعل: مخلوط متجانس (محلول). بعد التفاعل: مخلوط غير متجانس (معلق: محلول + راسب).

الشرح: ١. المخلوط المتجانس: مكوناته ممتزجة بشكل منتظم ولا يمكن تمييزها (مثل المحاليل). ٢. قبل التفاعل، نترات الفضة مذابة في الماء تمامًا، لذا هو محلول متجانس. ٣. بعد التفاعل، يتكون راسب صلب (فلز الفضة) في المحلول السائل (نترات النحاس)، ويمكن تمييز الطورين، لذا هو مخلوط غير متجانس (معلق).

تلميح: فكر في إمكانية تمييز مكونات المخلوط بالعين المجردة.

التصنيف: فرق بين مفهومين | المستوى: متوسط