1.في أي نوع من الخلايا الكهروكيميائية، بيحدث على الأنود دايمًا؟
1 درجة
أاختزال
ليه دي غلطالاختزال يحدث على الكاثود دايمًا — الأنود هو مقره الأكسدة.
بأكسدة الإجابة الصحيحة
جاستقبال إلكترونات
ليه دي غلطاستقبال إلكترونات هو كسب = اختزال = يحدث على الكاثود، مش الأنود.
ليه دي الصحالأكسدة هي اللي بتحصل دايمًا على الأنود — في أي خلية ومهما اختلف نوعها. الأنود بيفقد إلكترونات للدائرة الخارجية وده هو تعريف الأكسدة بالظبط.
بصرف النظر عن نوع الخلية (جلفانية تولّد كهرباء أو إلكتروليتية تستهلك كهرباء)، التعريف الكيميائي ثابت: الأنود = الأكسدة، الكاثود = الاختزال. ما يتغير هو إشارة الشحنة: في الجلفانية الأنود سالب (يعطي إلكترونات للدائرة)؛ في الإلكتروليتية الأنود موجب (متصل بالقطب الموجب للبطارية).
2.في خلية جلفانية مكوّنة من Zn/Zn²⁺ و Cu/Cu²⁺ (E°Zn=-0.76V, E°Cu=+0.34V)، قوة الخلية الدافعة القياسية E°cell كام؟
1 درجة
أ0.42 V
ليه دي غلط0.42 V بيجي من طرح 0.76-0.34 — ده بيتجاهل الإشارة السالبة لـ E°Zn ويعكس المعادلة.
ب1.10 V الإجابة الصحيحة
ج0.76 V
ليه دي غلط0.76 V هو E° للزنك وحده — المعادلة لازم تطرح القيمتين مش تأخذ واحدة منهم.
ليه دي الصحالجهد الكلي للخلية = جهد الكاثود ناقص جهد الأنود. النحاس (Cu) هو الكاثود بجهد +0.34V والزنك (Zn) هو الأنود بجهد −0.76V. 0.34 − (−0.76) = 1.10V — والإشارة السالبة للزنك بتتحول لجمع في المعادلة.
المعادلة: E°cell = E°cathode − E°anode. الكاثود (اختزال) هو الإلكترود ذو الجهد الأعلى = Cu (+0.34V). الأنود (أكسدة) هو الأقل جهدًا = Zn (-0.76V). E°cell = 0.34 − (−0.76) = 0.34 + 0.76 = 1.10 V. القيمة الموجبة تؤكد أن التفاعل تلقائي.
3.في تحليل كهربائي لمحلول CuSO₄، كتلة النحاس (Cu) المتراسب لما تمر 2 فاراداي من الشحنة كام؟ (Cu=64)
1 درجة
أ32 جرام
ليه دي غلط32 جرام بيجي من حساب 1 فاراداي → نصف مول Cu — لكن 2 فاراداي كاملة تكفي لاختزال مول كامل (64 جرام).
ب64 جرام الإجابة الصحيحة
ج128 جرام
ليه دي غلط128 جرام بيجي من ضرب 64×2 وكأن 2 فاراداي تعطي 2 مول Cu — الحقيقة 2 إلكترون لازمة لكل ذرة Cu واحدة.
ليه دي الصحالنحاس بيحتاج 2 إلكترون عشان يتراسب (Cu²⁺ + 2e⁻ → Cu). لما بتمرّر 2 فاراداي يعني بتوفّر 2 مول إلكترون — ده بالظبط اللي محتاجه 1 مول نحاس = 64 جرام.
قانون فاراداي: كتلة المادة المتراسبة = (كمية الشحنة × الكتلة الذرية) ÷ (n × F). نصف تفاعل النحاس: Cu²⁺ + 2e⁻ → Cu. n=2 (عدد الإلكترونات). عند مرور 2 فاراداي = 2 مول إلكترون = اختزال 1 مول Cu = 64 جرام. لو مرّت 1 فاراداي فقط → نصف مول = 32 جرام.
4.الفرق الرئيسي بين الخلية الجلفانية والخلية الإلكتروليتية هو؟
ليه دي غلطالإلكتروليتية لا تولّد كهرباء — تحتاج مصدر خارجي (بطارية) لتشغيل التفاعل.
ليه دي الصحالخلية الجلفانية بتولّد كهرباء من تفاعل كيميائي تلقائي — زي الزنك والنحاس في خلية دانيال. الإلكتروليتية العكس تمامًا: بتحتاج كهرباء من برّه عشان تشغّل تفاعل مش تلقائي زي الطلاء الكهربائي.
الخلية الجلفانية (مثل خلية دانيال: Zn | ZnSO₄ || CuSO₄ | Cu) تعتمد على تفاعل Redox تلقائي (ΔG < 0) لتوليد قوة دافعة كهربائية. الخلية الإلكتروليتية تعكس العملية: تُغذَّى بقوة دافعة خارجية لإجبار تفاعل غير تلقائي (ΔG > 0) كتحليل NaCl المنصهر أو الطلاء الكهربائي.
5.الأكسدة (oxidation) يعني؟
1 درجة
أكسب إلكترونات
ليه دي غلطكسب إلكترونات هو الاختزال (reduction) — «RIG: Reduction Is Gain».
ليه دي الصحالأكسدة = فقدان إلكترونات — ده التعريف الكيميائي الثابت. الحديدة لما تتأكسد (Fe → Fe²⁺) بتفقد 2 إلكترون، وده بالظبط هو الأكسدة. اتذكّر OIL: Oxidation Is Loss.
في الكيمياء الكهروكيميائية: الأكسدة = فقدان إلكترونات (يزداد عدد الأكسدة). مثال: Fe → Fe²⁺ + 2e⁻. الاختزال = كسب إلكترونات (ينخفض عدد الأكسدة). مثال: Cu²⁺ + 2e⁻ → Cu. الاثنان بيحصلوا دايمًا مع بعض في تفاعل Redox — لو حدث أكسدة لازم يحدث اختزال في نفس الوقت.
6.في مركب Fe₂O₃، عدد أكسدة الحديد (Fe) كام؟
1 درجة
أ+2
ليه دي غلط+2 هو عدد أكسدة Fe في FeO — هنا المعادلة 2x+3(-2)=0 بتدي x=+3 مش +2.
ب+3 الإجابة الصحيحة
ج+6
ليه دي غلط+6 بيجي من قسمة 6÷1 بدل 6÷2 — لازم تقسّم على عدد ذرات Fe وهو 2.
ليه دي الصحفي Fe₂O₃ فيه 2 ذرة حديد و3 ذرات أكسجين. الأكسجين دايمًا −2، يعني الثلاث ذرات بتدي −6. عشان المركب متعادل (= صفر)، الذرتين الحديد لازم يكونوا +6 مجتمعين، يعني كل واحدة +3.
لحساب عدد الأكسدة في مركب متعادل: مجموع أعداد الأكسدة = صفر. الأكسجين دايمًا -2 في المركبات العادية. في Fe₂O₃: ليكن عدد أكسدة Fe = x. 2x + 3(-2) = 0 → 2x - 6 = 0 → 2x = 6 → x = +3. لذلك اسمه أكسيد الحديد III (أو حديديك).
7.وظيفة القنطرة الملحية (salt bridge) في الخلية الجلفانية هي؟
1 درجة
أنقل الإلكترونات بين نصفَي الخلية
ليه دي غلطالإلكترونات تنتقل عبر الدائرة الخارجية (الأسلاك) — القنطرة تنقل أيونات مشحونة فقط، مش إلكترونات.
بالحفاظ على التعادل الكهربائي بتحريك الأيونات الإجابة الصحيحة
جتخزين الطاقة الكيميائية
ليه دي غلطتخزين الطاقة مش وظيفة القنطرة — الطاقة مخزونة في التفاعل الكيميائي نفسه.
ليه دي الصحالقنطرة الملحية بتحرّك أيونات بين نصفَي الخلية عشان تحافظ على التعادل الكهربائي. من غيرها الشحنات بتتراكم وبتوقف التفاعل. الإلكترونات مش بتعدي منها — دي بتعدي في السلك الخارجي.
في الخلية الجلفانية، الأنود يفقد أيونات موجبة للمحلول (كـ Zn²⁺) فيتراكم شحنة موجبة، والكاثود يستقبل أيونات موجبة (كـ Cu²⁺ تترسب) فيتراكم شحنة سالبة. القنطرة الملحية (عادةً KNO₃ أو KCl) تسمح بانتقال أيونات بطيء: K⁺ نحو الكاثود وNO₃⁻ نحو الأنود، لتعادل الشحنة وتستمر الخلية في العمل.
8.During the electrolysis of bauxite, which of the following statements describes the result of the reaction?
1 درجة
AHydrogen gas evolves at the cathode and oxygen gas evolves at the anode.
ليه دي غلطThere is no water in molten alumina, so no H₂ or O₂ pair from water — this option ignores that Al³⁺ is the cation present.
BAluminum metal is deposited at the cathode and oxygen gas is formed at the anode. الإجابة الصحيحة
CAluminum metal is deposited at the cathode and hydrogen gas is formed at the anode.
ليه دي غلطHydrogen cannot form at the anode here: the anode does oxidation, and the only species available to oxidise is O²⁻ → O₂, not anything giving H₂.
DOxygen gas evolves at the cathode and hydrogen gas evolves at the anode.
ليه دي غلطSwaps the electrodes: reduction (metal deposit) happens at the cathode and oxidation (O₂) at the anode, not the reverse.
ليه دي الصحIn the electrolysis of alumina, Al₂O₃ dissolved in molten cryolite: Al³⁺ + 3e⁻ → Al at the cathode and 2O²⁻ → O₂ + 4e⁻ at the anode. So aluminium is deposited at the cathode and oxygen is evolved at the anode.
لما بنعمل تحليل كهربي للألومينا (Al₂O₃) المذابة في الكريوليت، الحل بيكون مصهور مش محلول مائي، يعني مافيش ماء أصلاً في الموضوع. عند الكاثود (القطب السالب) أيونات الألومنيوم Al³⁺ بتاخد إلكترونات وبتتحول لمعدن ألومنيوم: Al³⁺ + 3e⁻ → Al. عند الأنود (القطب الموجب) أيونات الأكسجين O²⁻ بتتأكسد وبيطلع غاز الأكسجين: 2O²⁻ → O₂ + 4e⁻. الإجابات التانية غلط لأنها بتذكر هيدروجين، وده مش موجود لأن المصدر مصهور مش محلول مائي.
9.عند تحليل خام البوكسيت كهربياً، أيٍّ من العبارات الآتية تعبر عن نتيجة التفاعل؟
1 درجة
أيتصاعد غاز الهيدروجين عند الكاثود و غاز الأكسجين عند الأنود
ليه دي غلطلا يوجد هيدروجين في تحليل الألومينا المصهورة.
بيترسب فلز الألومنيوم عند الكاثود ويتكون غاز الأكسجين عند الأنود الإجابة الصحيحة
جيترسب فلز الألومنيوم عند الكاثود ويتكون غاز الهيدروجين عند الأنود
ليه دي غلطلا يوجد هيدروجين في هذه العملية.
ديتصاعد غاز الأكسجين عند الكاثود ويتصاعد غاز الهيدروجين عند الأنود
ليه دي غلطالكاثود هو مكان الاختزال لا تصاعد الأكسجين.
ليه دي الصحفي عملية هول-هيرولت، Al³⁺ بياخد إلكترونات عند الكاثود ويتحول لفلز ألومنيوم، وO²⁻ بيتأكسد عند الأنود ويطلع غاز أكسجين — مفيش هيدروجين هنا لأن الألومينا مصهورة مش محلول مائي.
خام البوكسيت يعالج لاستخلاص الألومنيوم من الألومينا المصهورة في عملية هول-هيرولت. في التحليل الكهربي يكون الكاثود موضع الاختزال، فتكتسب أيونات Al³⁺ إلكترونات وتتحول إلى فلز الألومنيوم: Al³⁺ + 3e⁻ → Al. أما عند الأنود فتتأكسد أيونات الأكسيد O²⁻ ويتكون غاز الأكسجين، وقد يتفاعل مع الأنود الكربوني. لذلك النتيجة الصحيحة هي ترسب فلز الألومنيوم عند الكاثود وتكوّن غاز الأكسجين عند الأنود، وليس تصاعد الهيدروجين لأن النظام مصهور وليس محلولًا مائيًا غنيًا بـH⁺.
10.ثلاث فلزات (C,B,A) ترتب حسب قوتها كعوامل مختلفة كالآتي: A > B > C. باستخدام خلية تحليلية تحتوي على محلول الفلز B الذي يحتوي على شوائب من (C,A) لتنقية الفلز B من أيونات (B²⁺) (في الظروف المناسبة). أيٍّ مماثلي يُعد صحيحاً؟
1 درجة
أيتأكسد الفلز C أثناء عملية التنقية
ليه دي غلطC أقل نشاطاً → لا يتأكسد ولا يُختزل بشكل انتقائي.
بيُختزل الفلز C أثناء عملية التنقية
ليه دي غلطC لا يُختزل عند الكاثود لأن B²⁺ يُختزل أولاً.
جيتأكسد الفلز A عند الأنود ويترسب C عند الأنود الإجابة الصحيحة
ديُختزل الفلز A عند الأنود ويترسب C عند الكاثود
ليه دي غلطA يتأكسد لا يُختزل عند الأنود.
ليه دي الصحA أنشط من B فبيتأكسد معاه عند الأنود. C أقل نشاطًا من B فمش بيتأكسد خالص — بيوقع كطين عند الأنود. الكاثود بس بيترسب عليه B نقي.
في التكرير الكهربي للفلز B يكون الأنود من الفلز الخام، والكاثود من الفلز النقي، ومحلول الخلية يحتوي على B²⁺. ترتيب النشاط A > B > C يعني أن A أنشط من B فيتأكسد بسهولة عند الأنود مع B، أما C فهو أقل نشاطًا فلا يتأكسد ولا يذوب، بل يسقط كطين أنودي عند الأنود. عند الكاثود تختزل أيونات B²⁺ لتترسب B نقية. إذن العبارة الصحيحة هي أن A يتأكسد عند الأنود وأن C يترسب عند الأنود كطين أنودي.
11.In the following reaction: 5Cl⁻ + 8H⁺ + MnO₄⁻ → Cl₂ + 4H₂O + Mn²⁺ (E°(Cl₂/2Cl⁻) = +1.36 V, E°(MnO₄⁻/Mn²⁺) = +1.52 V) - Which of the following represents the type and value of (emf) of the reaction?
1 درجة
ASpontaneous, emf = +0.16 V الإجابة الصحيحة
BNon-spontaneous, emf = −2.88 V
ليه دي غلطAdding the two potentials (1.52 + 1.36) gives 2.88, not the difference — emf is E°cathode − E°anode, not their sum, and a real running reaction is not non-spontaneous.
CSpontaneous, emf = −0.16 V
ليه دي غلطThe magnitude 0.16 V is right but the sign is wrong: E°cell here is positive, which means spontaneous, not −0.16 V.
DNon-spontaneous, emf = +2.88 V
ليه دي غلطBoth errors at once: emf is the difference (+0.16 V) not the sum, and a positive E°cell is spontaneous, not non-spontaneous.
ليه دي الصحMnO₄⁻ is reduced (cathode, E° = +1.52 V) and Cl⁻ is oxidised to Cl₂ (anode, E° = +1.36 V). E°cell = 1.52 − 1.36 = +0.16 V > 0, so the reaction is spontaneous with emf +0.16 V.
عشان تحل السؤال ده، محتاج تحدد مين اتاختزل ومين اتأكسد. من المعادلة، MnO₄⁻ بيتحول لـ Mn²⁺ يعني بياخد إلكترونات → ده الكاثود بـ E° = +1.52 V. و Cl⁻ بيتحول لـ Cl₂ يعني بيديّ إلكترونات → ده الأنود بـ E° = +1.36 V. قوة الدافعة الكهربية = E° الكاثود − E° الأنود = 1.52 − 1.36 = +0.16 V. لأن الناتج موجب، التفاعل تلقائي. الغلطة الشائعة هي جمع القيمتين بدل طرحهم، أو عكس الإشارة.
12.في التفاعل التالي: 5Cl⁻ + 8H⁺ + MnO₄⁻ → ⁵⁄₂Cl₂ + 4H₂O + Mn²⁺ (Cl₂/2Cl⁻ = +1.36V، Mn²⁺/Mn⁷⁺ = -1.52V). أيٍّ مما يلي يعبر عن نوع وقيمة جهد التفاعل على الترتيب؟
1 درجة
أتلقائي وقيمة الجهد V= +0.16 + الإجابة الصحيحة
بغير تلقائي وقيمة الجهد V= 2.88 -
ليه دي غلطالقيمة ليست 2.88 بل 0.16.
جتلقائي وقيمة الجهد V= 0.16 -
ليه دي غلطالجهد موجب → تلقائي لا غير تلقائي.
دغير تلقائي وقيمة الجهد V= 2.88 +
ليه دي غلط2.88 = 1.52 + 1.36 وهو خطأ في حساب E°cell (يجب الطرح لا الجمع).
ليه دي الصحMnO₄⁻ بيتاختزل لـMn²⁺ بجهد +1.52V (كاثود)، وCl⁻ بيتأكسد لـCl₂ بجهد +1.36V (أنود). جهد الخلية = 1.52 − 1.36 = +0.16V موجب، يعني التفاعل تلقائي.
نحدد أولًا نصف التفاعل المختزل ونصف التفاعل المؤكسد. MnO₄⁻ في الوسط الحمضي يختزل إلى Mn²⁺، وجهد اختزاله القياسي يساوي +1.52V. أما Cl⁻ فيتأكسد إلى Cl₂، فنستخدم جهد اختزال الزوج Cl₂/Cl⁻ وهو +1.36V كجهد الأنود في معادلة الخلية. نحسب E°cell = E°cathode - E°anode = 1.52 - 1.36 = +0.16V. بما أن الجهد موجب فالتفاعل تلقائي. الخطأ الشائع هو جمع القيمتين أو عكس الإشارة، وهذا يعطي 2.88V أو جهدًا سالبًا غير مطابق.
13.A few drops of Na₂S solution were added to the cathode half-cell in a Daniel cell. - Which of the following is correct?
1 درجة
AThe (emf) of the cell increases.
ليه دي غلطRemoving Cu²⁺ from the cathode lowers, not raises, the cell emf (Nernst), so the emf does not increase.
BThe operating life of the cell decreases. الإجابة الصحيحة
CThe concentration of Cu²⁺ cations increases.
ليه دي غلطS²⁻ precipitates Cu²⁺ as CuS, so [Cu²⁺] falls — it does not increase.
DThe current reverses and the (emf) value decreases.
ليه دي غلطDepleting the cathode reactant weakens the same forward reaction; it does not flip the cell polarity, so the current does not reverse.
ليه دي الصحNa₂S precipitates Cu²⁺ as insoluble CuS in the cathode half-cell, sharply lowering [Cu²⁺]. With the cathode reactant depleted, the cell can no longer sustain its current for as long, so its operating life decreases.
في خلية دانيال الكاثود بيكون عنده Cu²⁺ + 2e⁻ → Cu. لما بنضيف Na₂S، أيونات S²⁻ بتتفاعل مع Cu²⁺ وبتكوّن راسب CuS اللي مش بيذوب. ده بيخلي تركيز Cu²⁺ ينزل بشكل حاد، يعني الكاثود مش بيلاقيش أيونات يختزلها. النتيجة إن الخلية مش بتقدر تكمّل توليد تيار كهربي زي الأول، وده بيقلل عمرها الافتراضي. مش هتعكس التيار ومش هتزيد القوة الدافعة، ده بس بيخليها تتعب بسرعة أكتر.
14.تم اضافة قطرات قليلة من محلول Na₂S إلى نصف خلية الكاثود في خلية دانيال، أيٍّ مما يلي صحيح؟
1 درجة
أتزداد القوة الدافعة الكهربية
ليه دي غلطانخفاض [Cu²⁺] يُخفض emf لا يزيدها.
بيقل زمن استهلاك الخلية الإجابة الصحيحة
جيزداد تركيز أيونات Cu²⁺
ليه دي غلطCu²⁺ يترسب كـCuS → تركيزه يقل لا يزيد.
دينعكس التيار وتقل قيمة emf
ليه دي غلطemf لا ينعكس بمجرد تقليل تركيز Cu²⁺، بل ينخفض فقط.
ليه دي الصحS²⁻ بيترسب Cu²⁺ كـCuS فينخفض تركيز Cu²⁺ عند الكاثود. بمعادلة نيرنست ده بيخفض قيمة emf، وبما إن الخلية بتشتغل بطاقة أقل بتوصل لاستهلاكها أسرع — فزمن الاستهلاك بيقل.
في خلية دانيال يحدث اختزال Cu²⁺ عند الكاثود. عند إضافة Na₂S إلى نصف خلية الكاثود تتفاعل أيونات S²⁻ مع Cu²⁺ مكونة CuS راسبًا، فينخفض تركيز Cu²⁺ المتاح للاختزال. حسب معادلة نيرنست، انخفاض تركيز أيونات الكاثود يقلل جهد الاختزال للكاثود وبالتالي يقلل القوة الدافعة الكهربية للخلية. انخفاض emf يعني أن الخلية تعطي طاقة أقل وتصل إلى الاستهلاك في زمن أقصر. لذلك العبارة الصحيحة هي أن زمن استهلاك الخلية يقل، وليس أن تركيز Cu²⁺ يزيد أو أن التيار ينعكس مباشرة.
15.When plating a jug with a layer of silver of mass 26.25 g by passing an electric current of 25 amperes through an electrolyte containing silver ions, which of the following is the time required to complete this process? (Ag = 108 g/mol)
1 درجة
A14.2 minutes
ليه دي غلطDoes not come from the correct Faraday chain; it is short of the required charge for 26.25 g of silver.
B15.2 minutes
ليه دي غلطClose but undershoots — rounding the moles or charge too early gives ≈15.2 min instead of the full 15.6 min.
C15.6 minutes الإجابة الصحيحة
D13.2 minutes
ليه دي غلطToo low: this would need far less charge than 26.25 g of Ag actually requires.
ليه دي الصحmoles Ag = 26.25 / 108 = 0.243 mol; charge Q = nF = 0.243 x 96500 = 23455 C (Ag⁺ + e- → Ag). Time = Q / I = 23455 / 25 = 938 s = 15.6 min.
الحل بيمشي على خطوات قانون فاراداي. أول حاجة: الكتلة → موللات الفضة = 26.25 ÷ 108 ≈ 0.243 mol. تاني حاجة: Ag⁺ + e⁻ → Ag، يعني كل أيون فضة محتاج إلكترون واحد بس (n = 1). الشحنة اللازمة Q = n × F = 0.243 × 96500 ≈ 23455 C. تالت حاجة: الزمن = Q ÷ I = 23455 ÷ 25 = 938 ثانية. بنحوّل: 938 ÷ 60 ≈ 15.6 دقيقة. الغلطة الشائعة هي التقريب مبكر أو نسيان إن Ag⁺ محتاج إلكترون واحد بس مش اتنين.
16.عند طلاء إبريق بطبقة من الفضة كتلتها 26.25g بإمرار تيار كهربي شدته 25 أمبير في إلكتروليت يحتوي أيونات الفضة، أيٍّ مما يلي الزمن اللازم لإتمام هذه العملية؟ (Ag=108 g/mol)
1 درجة
أ14.2 دقيقة
ليه دي غلط14.2 دقيقة ناتجة عن خطأ في مولات Ag أو F.
ب15.2 دقيقة
ليه دي غلط15.2 دقيقة قريبة لكن ناتجة عن تقريب خاطئ.
ج15.6 دقيقة الإجابة الصحيحة
د13.2 دقيقة
ليه دي غلط13.2 دقيقة ناتجة عن خطأ في الشدة أو الشحنة.
ليه دي الصحمولات Ag = 26.25 ÷ 108 = 0.243 mol. شحنة Q = 0.243 × 96500 ≈ 23459 C. زمن t = 23459 ÷ 25 = 938 ثانية = 15.6 دقيقة بالظبط.
نطبق قانون فاراداي خطوة بخطوة. كتلة الفضة المطلوبة 26.25 g، والكتلة المولية Ag = 108 g/mol، إذن عدد المولات = 26.25 ÷ 108 = 0.243 mol تقريبًا. ترسيب Ag⁺ إلى Ag يحتاج إلكترونًا واحدًا لكل مول فضة، لذلك مولات الإلكترونات = 0.243 mol. الشحنة Q = nF = 0.243 × 96500 ≈ 23459 C. وبما أن شدة التيار I = 25 A، فالزمن t = Q ÷ I = 23459 ÷ 25 = 938 s تقريبًا. نحول لل دقائق: 938 ÷ 60 = 15.6 دقيقة، وهو الاختيار الصحيح.
17.An electric current is passed through a copper (II) nitrate solution using a pure copper electrode connected to the positive pole of the battery and an iron electrode connected to the negative pole. Which of the following is true?
1 درجة
AThe concentration of nitrate ions increases while the concentration of copper ions remains constant.
ليه دي غلطNO₃⁻ is a spectator and is neither made nor consumed, so its concentration does not rise; the copper electrode is the one that changes.
BCopper ions are reduced at the cathode, and the solution remains electrically neutral. الإجابة الصحيحة
CThe concentration of copper ions increases while the concentration of nitrate ions decreases.
ليه دي غلطCu²⁺ released at the anode is plated back at the cathode at the same rate, so [Cu²⁺] stays steady — it does not rise while NO₃⁻ falls.
DThe copper at the anode is oxidized, and the total charge of the solution becomes positive.
ليه دي غلطCopper at the anode is indeed oxidised, but the dissolved Cu²⁺ is balanced by deposition at the cathode, so the solution stays neutral, not positively charged.
ليه دي الصحAt the copper anode, Cu dissolves (Cu → Cu²⁺ + 2e⁻); at the iron cathode, Cu²⁺ is reduced (Cu²⁺ + 2e⁻ → Cu). Copper ions plate out as fast as they dissolve, so the solution stays electrically neutral.
في التحليل الكهربي ده بنستخدم أنود نحاسي نشط (مش خامل). عند الأنود، النحاس الصلب بيتأكسد ويذوب في المحلول كـ Cu²⁺. عند الكاثود، أيونات Cu²⁺ من المحلول بتتاختزل وبتترسب على الحديد. المعدل في الناحيتين متساوي، يعني ما في زيادة ولا نقصان في تركيز Cu²⁺ والمحلول بيفضل محايد كهربياً. NO₃⁻ مش بيتفاعل ومش بيتغير. الغلطة الشائعة هي التفكير إن أكسدة الأنود بتخلي المحلول موجب الشحنة، لكن اللي بيترسب عند الكاثود بيعوّض التغيير ده تماماً.
18.عند إمرار تيار كهربي في محلول نترات النحاس II باستخدام قطب نحاس نقي متصل بالقطب الموجب للبطارية وآخر من الحديد متصل بالقطب السالب للبطارية. أيُّ مما يلي يُعد صحيحاً عند مرور التيار الكهربي؟
1 درجة
أيتزايد تركيز أيونات النترات في المحلول ويظل تركيز أيونات النحاس ثابت
ليه دي غلطالنترات لا تتأكسد ولا تُختزل — تركيزها يتغير بالتوازن الكلي للمحلول.
جيتزايد تركيز أيونات النحاس ويقل تركيز أيونات النترات في المحلول
ليه دي غلطتركيز Cu²⁺ ثابت (الأنود يعوّض ما يُختزل) لا يتزايد.
ديتأكسد نحاس الأنود وتصبح الشحنة الكلية للمحلول موجبة
ليه دي غلطالنحاس الأنود يذوب لكن الشحنة الكلية للمحلول تبقى محايدة.
ليه دي الصحالكاثود (الحديد) بيختزل Cu²⁺ ويترسب عليه نحاس. الأنود (النحاس) بيذوب ويعوّض الأيونات اللي اتاختزلت — فتركيز Cu²⁺ بيفضل شبه ثابت والمحلول بيفضل متعادل كهربيًا.
القطب النحاسي متصل بالموجب، إذن هو الأنود في خلية تحليلية، والقطب الحديدي متصل بالسالب فهو الكاثود. عند الأنود يتأكسد النحاس: Cu → Cu²⁺ + 2e⁻، وعند الكاثود تختزل أيونات النحاس: Cu²⁺ + 2e⁻ → Cu. لذلك يترسب النحاس على الكاثود بينما يعوض الأنود النحاسي الأيونات التي تستهلك، فيظل المحلول متعادلًا كهربياً ولا تصبح شحنته الكلية موجبة. أيونات النترات أيونات مشاهِدة في هذا السياق ولا تكون هي موضع الاختزال أو الأكسدة الأساسية. إذن العبارة الأدق هي اختزال أيونات النحاس عند الكاثود مع بقاء المحلول متعادلًا.
19.A galvanic cell is formed from electrodes (X) and (Y). Electrons transfer toward electrode (Y) during operation. Which of the following is correct?
1 درجة
AReduction potential of (X) is less than the reduction potential of (Y) الإجابة الصحيحة
BOxidation potential of (X) is less than the oxidation potential of (Y)
ليه دي غلطX is the anode (it oxidises more readily), so X has the HIGHER oxidation potential, not the lower — this statement is reversed.
CElectrode (X) is the positive electrode of the cell
ليه دي غلطX is the anode, which is the NEGATIVE electrode in a galvanic cell, not the positive one.
DAnions flow across the bridge towards electrode (Y)
ليه دي غلطAnions migrate toward the anode (X), not toward the cathode Y.
ليه دي الصحElectrons flow from anode to cathode, so flowing toward Y means Y is the cathode and X is the anode; hence the reduction potential of X is less than that of Y.
في الخلية الجلفانية الإلكترونات بتسير من القطب الأكثر نشاطاً (الأنود) للقطب الأقل نشاطاً (الكاثود) عبر السلك الخارجي. المعطى إن الإلكترونات بتتجه ناحية Y، يبقى Y هو الكاثود (بياخد إلكترونات، بيتاختزل) وX هو الأنود (بيديّ إلكترونات، بيتأكسد). الكاثود دايماً عنده جهد اختزال أعلى، يعني جهد اختزال X أقل من جهد اختزال Y. بالإضافة: الأنود (X) هو القطب السالب في الخلية الجلفانية، والأنيونات في الجسر الملحي بتتحرك ناحية الأنود (X) مش ناحية Y.
20.خلية جلفانية من القطبين X، Y لوحظ سريان الإلكترونات نحو القطب Y أثناء عمل الخلية. أيٍّ مما يلي صحيح؟
1 درجة
أجهد اختزال X أصغر من جهد اختزال Y الإجابة الصحيحة
بجهد أكسدة X أصغر من جهد أكسدة Y
ليه دي غلطجهد أكسدة X = E°اختزال Y - E°اختزال X > 0 وهو أكبر لا أصغر.
جالقطب X يمثل القطب الموجب للخلية
ليه دي غلطالقطب Y هو الموجب (الكاثود)، لا X.
دالأيونات السالبة تسري عبر القنطرة في اتجاه القطب Y
ليه دي غلطالأيونات السالبة تسري نحو الأنود (X) في القنطرة، لا Y.
ليه دي الصحالإلكترونات بتتحرك من الأنود للكاثود. لو اتجهت ناحية Y يبقى Y هو الكاثود وX هو الأنود. الأنود دايمًا أقل جهد اختزال — يعني جهد X أصغر من جهد Y.
في الخلية الجلفانية الإلكترونات تسري في السلك الخارجي من الأنود إلى الكاثود. إذا كان اتجاه سريان الإلكترونات نحو القطب Y، فهذا يعني أن Y هو الكاثود حيث يحدث الاختزال، وأن X هو الأنود حيث يحدث الأكسدة. الكاثود في الخلية الجلفانية له جهد اختزال أعلى من الأنود، لذلك يكون E°اختزال Y أكبر من E°اختزال X. وعليه فالعبارة الصحيحة هي أن جهد اختزال X أصغر من جهد اختزال Y. كما أن الأيونات السالبة في القنطرة الملحية تتجه نحو الأنود X لمعادلة الشحنة، لا نحو Y.
21.The following reaction occurs in a galvanic half-cell: X + ne⁻ ⇌ Xⁿ⁻. Which of the following represents element (X) and the use of this cell?
1 درجة
AHg — ear phones
ليه دي غلطHg is used in alkaline batteries (earphones), but the reaction is not Hgⁿ⁺+ne⁻→Hg in this form.
BPb — medical devices
ليه دي غلطPb is in the lead-acid battery — medical devices are not its prominent use.
CH₂ — drinking water for astronauts الإجابة الصحيحة
DO₂ — spacecraft
ليه دي غلطO₂ is the cathode in the fuel cell, not the entire cell.
ليه دي الصحThis is a hydrogen–oxygen fuel cell (H₂ + ½O₂ → H₂O), used in spacecraft to generate electricity and produce drinkable water for astronauts.
نصف التفاعل X + ne⁻ → Xⁿ⁻ بيوضح إن X بياخد إلكترونات وبيتحول لأيون سالب، وده بيطابق H₂ اللي بيتأكسد عند الأنود في خلية الوقود. في خلية الوقود الهيدروجينية: H₂ عند الأنود بيتأكسد ويديّ إلكترونات، والأكسجين عند الكاثود بياخد الإلكترونات ويتحد مع H⁺ ليكوّن ماء. الناتج النهائي: كهرباء + ماء نقي قابل للشرب. ده بالظبط اللي ناسا بتستخدمه في مركبات الفضاء، لأن المسافرين محتاجين طاقة ومياه في نفس الوقت. هجمة الزئبق والرصاص غلط لأن تفاعلاتهم مختلفة.
22.التفاعل التالي يحدث في نصف خلية جلفانية: Xⁿ⁺ + ne⁻ → X. أيُّ مما يلي يعبر عن العنصر (X) واستخدام هذه الخلية؟
1 درجة
أالعنصر (X): Hg — استخدام الخلية: سماعات الأذن
ليه دي غلطHg تُستخدم في البطاريات القلوية (سماعات أذن) لكن التفاعل ليس Hgⁿ⁺+ne⁻→Hg بهذا الشكل.
بالعنصر (X): Pb — استخدام الخلية: الأجهزة الطبية
ليه دي غلطPb خلية الرصاص — الأجهزة الطبية ليست الاستخدام الأبرز.
جالعنصر (X): H₂ — استخدام الخلية: الحصول على ماء شرب لرواد الفضاء الإجابة الصحيحة
دالعنصر (X): O₂ — استخدام الخلية: سفن الفضاء
ليه دي غلطO₂ هو الكاثود في خلية الوقود لا الخلية كلها.
ليه دي الصحنصف التفاعل Xⁿ⁺ + ne⁻ → X هو اختزال عند الكاثود. في خلية الوقود X هو H₂ الهيدروجين. الخلية دي بتولّد كهرباء ومنتجها الوحيد ماء — بيستخدموه رواد الفضاء للشرب.
نصف التفاعل Xⁿ⁺ + ne⁻ → X يمثل اختزالًا عند الكاثود. في خلية الوقود الهيدروجينية-الأكسجينية يكون الهيدروجين هو الوقود الذي يتأكسد في النهاية ويتحد مع الأكسجين لينتج ماءً مع توليد كهرباء. الاستخدام المشهور لهذه الخلايا في مركبات الفضاء أنها توفر الكهرباء وينتج عنها ماء يمكن استخدامه لرواد الفضاء. لذلك الربط الصحيح في الاختيارات هو H₂ واستخدام الخلية في الحصول على ماء شرب لرواد الفضاء. الاختيارات التي تذكر Hg أو Pb تخص أنواع بطاريات أخرى ولا تطابق الاستخدام المذكور.
23.Which of the following is correct during the discharge of a lithium-ion cell?
1 درجة
ALithium ions move from the positive electrode to the negative electrode.
ليه دي غلطThis is the CHARGING direction; during discharge Li⁺ moves the other way, from the negative electrode to the positive.
BElectrons move from the positive electrode to the negative electrode.
ليه دي غلطOn discharge, electrons leave the negative electrode and flow to the positive one through the wire — this reverses that direction.
CLithium ions move to the negative electrode.
ليه دي غلطDuring discharge Li⁺ moves toward the positive electrode, not the negative one.
DLithium ions move to the positive electrode. الإجابة الصحيحة
ليه دي الصحDuring discharge, Li⁺ ions move through the electrolyte from the anode (negative) to the cathode (positive), i.e. they move to the positive electrode.
عشان تفهم حركة أيونات الليثيوم، لازم تفرق بين التفريغ والشحن. عند التفريغ البطارية بتشتغل كخلية جلفانية: الأنود هو القطب السالب (بيتأكسد، Li بيتحول لـ Li⁺)، والكاثود هو القطب الموجب (بيتاختزل). أيونات Li⁺ بتتحرك في الإلكتروليت من الأنود السالب للكاثود الموجب. في نفس الوقت، الإلكترونات بتسير في الدائرة الخارجية من الأنود للكاثود. أي الاتجاهين المعكوسين اللي في الخيارات ده حركة الشحن مش التفريغ. الخيار الصح هو إن Li⁺ بيتجه للقطب الموجب.
24.أيُّ مما يلي يُعد صحيحاً أثناء تفريغ خلية أيونات الليثيوم؟
1 درجة
أتنتقل أيونات الليثيوم من القطب الموجب إلى القطب السالب
ليه دي غلطأيونات Li⁺ تنتقل من السالب (أنود) إلى الموجب (كاثود) لا العكس.
بتنتقل الإلكترونات من القطب الموجب إلى القطب السالب
ليه دي غلطالإلكترونات تنتقل من السالب إلى الموجب في الدائرة الخارجية.
جتنتقل أيونات الليثيوم إلى القطب السالب
ليه دي غلطLi⁺ تنتقل إلى القطب السالب فقط عند الشحن لا التفريغ.
دتنتقل أيونات الليثيوم إلى القطب الموجب الإجابة الصحيحة
ليه دي الصحأثناء التفريغ الخلية بتشتغل جلفاني — الأكسدة عند القطب السالب. أيونات Li⁺ الموجبة بتتحرك في المحلول ناحية الكاثود اللي هو القطب الموجب.
في أثناء تفريغ خلية أيونات الليثيوم تعمل الخلية كخلية جلفانية. الأكسدة تحدث عند القطب السالب، فتغادر أيونات Li⁺ هذا الجانب وتتحرك عبر الإلكتروليت نحو القطب الموجب حيث يحدث الاختزال. أما الإلكترونات فتسري في الدائرة الخارجية من القطب السالب إلى القطب الموجب، وليس العكس. لذلك العبارة الصحيحة الخاصة بحركة الأيونات هي أن أيونات الليثيوم تنتقل إلى القطب الموجب أثناء التفريغ. عند الشحن ينعكس الاتجاه، ولهذا يخطئ الطلاب أحيانًا في اختيار القطب السالب.
25.For the spontaneous reaction Ni(s) + CuCl₂(aq) → Cu(s) + NiCl₂(aq), which of the following is correct?
1 درجة
ACopper ion is a strong reducing agent.
ليه دي غلطCu²⁺ is an oxidizing agent, not a reducing agent.
BSolutions of copper salts can be stored in nickel containers. الإجابة الصحيحة
CSolutions of nickel salts can be stored in a copper container.
ليه دي غلطSame as option B with repeated phrasing.
DChloride ion is a strong oxidizing agent.
ليه دي غلطCl⁻ is not a strong oxidizing agent in this context.
ليه دي الصحNi reduces Cu²⁺ → Ni is a stronger reducing agent. Cu²⁺ is an oxidizing agent (not reducing). Storing NiCl₂ solutions in copper vessels: Cu does not react with Ni²⁺ (because E°(Cu) > E°(Ni)) → safe to store.
لأن التفاعل Ni(s) + CuCl₂(aq) → Cu(s) + NiCl₂(aq) تلقائي، يبقى E°cell > 0، يعني E°(Cu²⁺/Cu) > E°(Ni²⁺/Ni). ده معناه إن النحاس أسهل في الاختزال من النيكل، والنيكل أقوى عامل اختزال. الخيار الصح (option B): محاليل أملاح النحاس ممكن تتخزن في أواني نيكل؟ أه، لأن النيكل بيتفاعل مع Cu²⁺ وده بيأكل الإناء. الإجابة الصح هي إن محاليل أملاح النيكل ممكن تتخزن في أواني نحاسية، لأن النحاس مش بيتفاعل مع Ni²⁺. أي جملة بتقول «أيون النحاس عامل اختزال» أو «أيون الكلوريد عامل أكسدة قوي» فهي غلط.
26.في التفاعل التلقائي التالي: Ni(s) + CuCl₂(aq) → Cu(s) + NiCl₂(aq). أيُّ مما يلي يُعد صحيحاً؟
1 درجة
أيعتبر أيون النحاس عامل مختزل قوي
ليه دي غلطCu²⁺ عامل مؤكسد لا مختزل.
بيمكن حفظ محاليل أملاح النيكل في أوعية من النحاس الإجابة الصحيحة
جيمكن حفظ محاليل أملاح النيكل في وعاء من النحاس
ليه دي غلطنفس الخيار ب بصياغة مكررة.
ديعتبر أيون الكلوريد عامل مؤكسد قوي
ليه دي غلطCl⁻ ليس عامل مؤكسد قوي في هذا السياق.
ليه دي الصحالنيكل أنشط من النحاس، يعني النحاس مش هيتفاعل مع أيونات Ni²⁺ — فأوعية النحاس آمنة تمامًا لتخزين محاليل أملاح النيكل.
التفاعل التلقائي بيوضح إن Ni أنشط من Cu، أي E°(Ni) أقل من E°(Cu). ده معناه إن Cu وحده مش هيقدر يختزل Ni²⁺ من محلول NiCl₂ — التفاعل العكسي مش تلقائي. لذلك تخزين محاليل NiCl₂ في أوعية نحاس آمن تمامًا. الخيار اللي بيقول Cu²⁺ عامل مختزل ده غلط — هو عامل مؤكسد لأنه بيتاختزل. وCl⁻ في الغالب مش عامل مؤكسد قوي في السياق ده.
27.مجموعة خلايا على التوالي لمصدر كهربي: E°(X²⁺/X) = -1.670 V ، E°(Y²⁺/Y) = +0.34 V. والتي يجب توصيلها على التوالي للحصول على بطارية 8.05V — أيٍّ مما يلي صحيح؟
1 درجة
أ4 خلايا ويكون (X) أنودًا و(Y) كاثودًا الإجابة الصحيحة
ب6 خلايا ويكون (X) أنودًا و(Y) كاثودًا
ليه دي غلط6 خلايا: 6×2.01=12.06V مش 8.05V.
ج4 خلايا ويكون (Y) أنودًا و(X) كاثودًا
ليه دي غلطY لا يكون أنودًا — لديه جهد اختزال أعلى (+0.34V) فهو الكاثود.
د6 خلايا ويكون (X) أنودًا و(Y) كاثودًا
ليه دي غلط6 خلايا لا يعطي 8.05V.
ليه دي الصحX جهده -1.670V فهو الأنود، Y جهده +0.34V فهو الكاثود. جهد الخلية = 0.34 − (−1.670) = 2.01V. عدد الخلايا = 8.05 ÷ 2.01 = 4 خلايا بالظبط.
نحدد أولًا الأنود والكاثود من جهود الاختزال. القطب Y له جهد اختزال أعلى (+0.34V)، لذلك يكون الكاثود حيث يحدث الاختزال. القطب X له جهد اختزال أقل (-1.670V)، لذلك يكون الأنود حيث يحدث الأكسدة. جهد الخلية الواحدة يساوي E°cell = E°cathode - E°anode = 0.34 - (-1.670) = 2.01V. للحصول على بطارية جهدها 8.05V نحتاج عدد خلايا = 8.05 ÷ 2.01 ≈ 4 خلايا على التوالي. إذن الاختيار الصحيح: 4 خلايا ويكون X أنودًا وY كاثودًا.
28.ما الذي يحدث في بطارية الرصاص-حمض الكبريتيك أثناء الشحن؟
1 درجة
أتتحوّل أيونات Pb²⁺ إلى Pb⁴⁺ عند القطب الموجب الإجابة الصحيحة
بتتحوّل أيونات Pb²⁺ إلى Pb عند القطب الموجب
ليه دي غلطPb²⁺→Pb (اختزال) بيحدث عند القطب السالب (كاثود الشحن) مش الموجب.
جتنتقل الإلكترونات من القطب السالب إلى الأنود
ليه دي غلطأثناء الشحن، الإلكترونات تدخل للقطب السالب (الكاثود) من المصدر الخارجي، لا تنتقل منه.
دتنتقل الإلكترونات من الأنود إلى القطب الموجب
ليه دي غلطالإلكترونات في الشحن تنتقل: مصدر خارجي → قطب سالب ← (داخل المحلول) → قطب موجب → مصدر، لا من الأنود للموجب مباشرة.
ليه دي الصحأثناء الشحن القطب الموجب بيبقى أنود كهروليتي — بيحصل فيه أكسدة. PbSO₄ بيتحول لـPbO₂ يعني Pb²⁺ بيتأكسد لـPb⁴⁺. ده هو الصح.
أثناء شحن بطارية الرصاص يصبح النظام خلية تحليلية مدفوعة بمصدر خارجي. عند القطب الموجب تتم الأكسدة، فيتحول كبريتات الرصاص PbSO₄ إلى ثاني أكسيد الرصاص PbO₂، وهذا يعني أن الرصاص ينتقل من حالة +2 إلى حالة +4. لذلك العبارة الصحيحة هي تحول Pb²⁺ إلى Pb⁴⁺ عند القطب الموجب. أما تحول Pb²⁺ إلى Pb فهو اختزال يحدث عند القطب السالب أثناء الشحن، والعبارات الخاصة باتجاه الإلكترونات تخلط بين اتجاه الإلكترونات في الدائرة الخارجية ودور الأنود/الكاثود في حالة الشحن.
29.أيٍّ من العمليات التالية يمكن عن طريقها الحصول على طاقة كهربية من تفاعل أكسدة-اختزال؟
1 درجة
أتفاعل كربونات الرصاص مع حمض الكبريتيك لتحويل الرصاص من الصفائح
ليه دي غلطتفاعل كربونات الرصاص مع H₂SO₄ تفاعل أيوني ليس خلية كهروكيميائية منتجة للكهرباء.
بطلاء الكروم بنقل الكروم من القطب الكهربي إلى القطعة المعدنية
ليه دي غلططلاء الكروم يستهلك الكهرباء (إلكتروليتية) لا ينتجها.
جتحليل الماء إلى هيدروجين وأكسجين باستخدام الكهرباء
ليه دي غلطتحليل الماء يستهلك الكهرباء (إلكتروليتية) لا ينتجها.
داتحاد الهيدروجين مع الأكسجين لتكوين الماء (خلية وقود) الإجابة الصحيحة
ليه دي الصحخلية الوقود بتحوّل الطاقة الكيميائية من تفاعل H₂ + O₂ مباشرةً لكهرباء. التفاعل تلقائي وΔG سالبة — فبينتج كهرباء لوحده من غير ما يحتاج تشغيل.
الحصول على طاقة كهربية من تفاعل أكسدة واختزال يعني أن التفاعل يجب أن يكون تلقائيًا داخل خلية جلفانية أو خلية وقود. طلاء الكروم وتحليل الماء عمليتان إلكتروليتيتان تستهلكان الكهرباء ولا تنتجانها. أما اتحاد الهيدروجين مع الأكسجين لتكوين الماء في خلية الوقود فهو تفاعل أكسدة واختزال تلقائي؛ يتأكسد الهيدروجين وتختزل جزيئات الأكسجين، وتتحول الطاقة الكيميائية مباشرة إلى طاقة كهربية. لذلك خلية الوقود هي العملية التي تعطي طاقة كهربية من تفاعل أكسدة واختزال.
30.أيٍّ من التفاعلات الأيونية التالية يمكن أن يحدث تلقائيًّا داخل خلية جلفانية كروية كهربية؟
1 درجة
أCu(s) + Zn²⁺(aq) → Cu²⁺(aq) + Zn(s)
ليه دي غلطCu (E°=+0.34V) أعلى من Zn²⁺/Zn (-0.76V) → لا يمكن لـCu أن يختزل Zn²⁺ تلقائيًّا (E°cell سالب).
ليه دي غلطAg (E°=+0.80V) > Cu²⁺/Cu (+0.34V) → لا يمكن لـAg اختزال Cu²⁺ تلقائيًّا.
د3Cu(s) + 2Al³⁺(aq) → 3Cu²⁺(aq) + 2Al(s)
ليه دي غلطCu (E°=+0.34V) > Al³⁺/Al (-1.66V) → لا يمكن لـCu اختزال Al³⁺ تلقائيًّا.
ليه دي الصحMg جهده -2.37V وZn²⁺/Zn جهده -0.76V. Mg أنشط بكتير — فبيختزل Zn²⁺ تلقائيًا. جهد الخلية = -0.76 − (-2.37) = +1.61V موجب يعني تلقائي.
في الخلية الجلفانية يحدث التفاعل تلقائيًا إذا كان الفلز المتأكسد أقوى اختزالًا من الأيون الذي سيختزل. جهد اختزال Mg²⁺/Mg منخفض جدًا، لذلك يكون Mg فلزًا نشطًا يسهل أن يتأكسد إلى Mg²⁺. أما Zn²⁺/Zn فجهد اختزاله أعلى من الماغنسيوم، فيمكن لـZn²⁺ أن يختزل إلى Zn عندما يعطي Mg الإلكترونات. نحسب تقريبيًا: E°cell = E°(Zn²⁺/Zn) - E°(Mg²⁺/Mg) = -0.76 - (-2.37) = +1.61V، والجهد الموجب يدل على تلقائية التفاعل. باقي الاختيارات تجعل فلزًا أقل نشاطًا يحاول اختزال أيون فلز أنشط، فتكون غير تلقائية.
31.In a Daniell cell consisting of a zinc electrode in zinc sulfate solution and a copper electrode in copper sulfate solution, which of the following statements is correct?
1 درجة
AZinc is the positive electrode (cathode) and copper ions gain electrons there
ليه دي غلطيعكس موضع الزنك والنحاس؛ الكاثود هو النحاس وليس الزنك.
BZinc is the negative electrode (anode) and gains electrons
ليه دي غلطالزنك عند المصعد يفقد إلكترونات ولا يكتسبها.
CCopper is the negative electrode (anode) and loses electrons
ليه دي غلطالنحاس هو المهبط الموجب ولا يعمل كمصعد في خلية دانيال.
DZinc is the negative electrode (anode) and loses electrons الإجابة الصحيحة
ليه دي الصحZinc has a lower standard potential than copper, so it gets oxidized (loses electrons): Zn → Zn²⁺ + 2e⁻. The oxidized electrode = the anode = the negative pole in the galvanic cell. The cathode is copper where Cu²⁺ is reduced: Cu²⁺ + 2e⁻ → Cu.
في خلية دانيال الزنك والنحاس بيشتغلوا كقطبين. لأن جهد الاختزال القياسي للزنك (E° = −0.76 V) أقل من النحاس (E° = +0.34 V)، الزنك بيتأكسد: Zn → Zn²⁺ + 2e⁻. القطب اللي بيتأكسد هو الأنود، والأنود في الخلية الجلفانية بيكون القطب السالب. الإلكترونات بتسير من الزنك (الأنود السالب) للنحاس (الكاثود الموجب) عبر السلك الخارجي. عند الكاثود النحاسي أيونات Cu²⁺ بتاخد الإلكترونات وبتترسب: Cu²⁺ + 2e⁻ → Cu. الخيارات الغلط عكست الأدوار أو قالت إن الزنك بياخد إلكترونات وده مش صح.
32.A current of 3.0 A is passed through a copper(II) sulfate solution for 53 minutes and 40 seconds. Calculate the mass of copper deposited at the cathode. (Ar Cu = 64 g/mol; F = 96 500 C/mol)
1 درجة
A3.20 g الإجابة الصحيحة
B6.40 g
ليه دي غلط6.40 g ينتج غالبا من نسيان أن Cu²⁺ يحتاج إلى إلكترونين.
C1.60 g
ليه دي غلط1.60 g ينتج من مضاعفة عدد الإلكترونات أو نصف الشحنة بالخطأ.
D4.80 g
ليه دي غلط4.80 g لا ينتج من التعويض الصحيح في قانون فاراداي.
ليه دي الصحCharge Q = I × t = 3.0 × (53 × 60 + 40) = 3.0 × 3220 = 9660 C. Half-equation: Cu²⁺ + 2e⁻ → Cu, so n = 2. Mass = (Q × Ar) / (n × F) = (9660 × 64) / (2 × 96 500) = 618 240 / 193 000 ≈ 3.20 g.
خطوات الحل بقانون فاراداي: أول حاجة الزمن = 53 دقيقة و40 ثانية = (53 × 60) + 40 = 3220 ثانية. تاني حاجة الشحنة Q = I × t = 3.0 × 3220 = 9660 C. تالت حاجة: نصف التفاعل Cu²⁺ + 2e⁻ → Cu يوضح إن كل مول من النحاس محتاج 2 مول إلكترون (n = 2). رابع حاجة: الكتلة = (Q × Ar) ÷ (n × F) = (9660 × 64) ÷ (2 × 96500) ≈ 3.20 g. الأخطاء الشائعة: نسيان إن n = 2 مش 1 (بيديك 6.40 g)، أو استخدام نص الشحنة (بيديك 1.60 g).
33.During the electrolysis of aqueous copper(II) chloride solution using platinum electrodes, what is produced at the positive electrode (anode)?
1 درجة
AChlorine gas, Cl₂ الإجابة الصحيحة
BOxygen gas, O₂
ليه دي غلطO₂ قد ينتج من أكسدة الماء في ظروف أخرى، لكنه ليس الاختيار المتوقع هنا مع وجود Cl⁻.
CMetallic copper, Cu
ليه دي غلطالنحاس يترسب عند المهبط السالب وليس عند المصعد الموجب.
DHydrogen gas, H₂
ليه دي غلطالهيدروجين ينتج عند المهبط في محاليل أخرى، وليس عند المصعد.
ليه دي الصحAt the anode, the species most easily oxidised is preferentially discharged. In concentrated Cl⁻ solution, chloride ions are oxidised in preference to water: 2Cl⁻ → Cl₂ + 2e⁻. At the cathode, Cu²⁺ ions are reduced: Cu²⁺ + 2e⁻ → Cu. If the solution were dilute or contained no Cl⁻, water would be oxidised to give O₂ instead.
القطب الموجب = الأنود = محل الأكسدة. في محلول كلوريد النحاس الثنائي المائي بأقطاب بلاتين (خاملة)، الأنيونات اللي ممكن تتأكسد هي Cl⁻ أو الماء H₂O. في التركيز العادي لـ Cl⁻، أيونات الكلوريد بتتأكسد بالتفضيل عن الماء: 2Cl⁻ → Cl₂ + 2e⁻. لو المحلول كان مخفف جداً أو مافيش Cl⁻، الماء هو اللي بيتأكسد وبيطلع O₂. عند الكاثود السالب أيونات Cu²⁺ بتتاختزل: Cu²⁺ + 2e⁻ → Cu. مش الهيدروجين ولا الأكسجين من الجانب الموجب في الحالة دي.