ملف تدريبي: الصدأ

في هذا الملف التدريبي، سوف نتدرَّب على شرح الظروف اللازمة للصدأ، وكتابة المعادلات الموزونة للتفاعلات الرئيسية المتضمنة.

س١:

عندما تصدأ المسامير الحديدية، تتفاعل مع الأكسجين والماء في الهواء. ما الذي يحدث للكتلة الكلية للمسمار؟

  • أتظل ثابتة
  • بتَقِل
  • جتزيد

س٢:

ما اسم الأكسيد الأكثر وفرةً الناتج عن صدأ الحديد؟

  • أأكسيد الحديد الرباعي
  • بأكسيد الحديد الثنائي
  • جأكسيد الحديد الخماسي
  • دأكسيد الحديد الأحادي
  • هأكسيد الحديد الثلاثي

س٣:

يَنْتج المطر الحمضي عند تفاعل ثاني أكسيد الكبريت في الغلاف الجوي مع الماء لتكوين حمض الكبريتيك. تؤدِّي زيادة تركيز الحمض في المطر إلى زيادة سرعة تكوُّن الصدأ على سطح الحديد المكشوف. أيُّ الاختيارات الآتية ليس من الآليَّات التي يزيد بها الحمض المُذاب سرعة تكوُّن الصدأ؟

  • أتتفاعل أيونات الهيدروجين مع الحديد والأكسجين لتكوين أيونات الحديد.
  • بتزيد قابلية الحديد الفلزي للذوبان من خلال خفض الأس الهيدروجيني.
  • جتزيد قابلية نواتج الصدأ للذوبان من خلال خفض الأس الهيدروجيني.
  • دتتفاعل أيونات الهيدروجين مع الطبقة السطحية الواقية.
  • هتزيد الأيونات المُذابة توصيلية الماء.

س٤:

في أيِّ البيئات الآتية يصدأ لوح الصُّلب بسرعة أكبر؟

  • أقيعان المحيطات
  • بالغابات المطيرة
  • جالتربة المُجمَّدة
  • دقيعان الأنهار
  • هالصحراء

س٥:

يحتوي خزَّانا حديد مُحكَما الغلق 𝐴، 𝐵 على كميتين مُتماثِلتين من الماء عند درجة حرارة الغرفة. يحتوي الخزَّان 𝐴 على ماء تم غليه قبل وضعه في الخزَّان، بينما لم يتمَّ غلي الماء الموجود في الخزَّان 𝐵. كيف يختلف مُعدَّل الصدأ بين الخزَّانين؟ ولماذا؟

  • أمُعدَّل الصدأ أقل في الخزَّان 𝐴؛ لأن غلي الماء يُقلِّل كمية الملح الذائبة فيه.
  • بلا يختلف مُعدَّل الصدأ بين الاثنين.
  • جمُعدَّل الصدأ أقل في الخزَّان 𝐴؛ لأن غلي الماء يُقلِّل كمية الأكسجين الذائبة فيه.
  • دمُعدَّل الصدا أعلى في الخزَّان 𝐴؛ لأن غلي الماء يزيد كمية الأكسجين الذائبة فيه.
  • همُعدَّل الصدأ أعلى في الخزَّان 𝐴؛ لأن غلي الماء يُقلِّل كمية الملح الذائبة فيه.

س٦:

يُعدُّ صدأ الحديد مثالًا لتفاعل الأكسدة. يختلف مُعدَّل صدأ الحديد في الماء بزيادة تركيز الملح.

أيُّ الجُسيمات يُزال من الفلز أثناء تفاعل الأكسدة؟

  • أالإلكترونات
  • بالنيوترونات
  • جالبروتونات
  • دذرات الهيدروجين
  • هذرات الأكسجين

كيف يختلف مُعدَّل صدأ الحديد في الماء بزيادة تركيز الملح؟ وما سبب ذلك؟

  • أيزيد المُعدَّل؛ ، لأن الأيونات المذابة تساعد علي اضمحلال نواة الفلز.
  • بيزيد المُعدَّل؛ لأن الأيونات المُذابة تُساعِد على حركة الشحنة.
  • جيَقِل المُعدَّل؛ لأن الأيونات المُذابة تُساعِد على تأيُّن الماء.
  • ديزيد المُعدَّل؛ لأن الأيونات المُذابة تتفاعل مع ذرات الفلز.
  • هيَقِل المُعدَّل؛ لأن الأيونات المُذابة تتفاعل مع الأكسجين المُذاب.

أيُّ مصطلح يَصِف دَوْر محلول الملح في عملية الصدأ؟

  • أحمض
  • بإلكتروليت
  • جقاعدة
  • دعامل مؤكسد
  • هعامل مختزل

س٧:

يُعَد هيدروكسيد الحديد الثلاثي أحد النواتج الرئيسية للصدأ في ظروف الرطوبة. تتكوَّن هذه المادة الصلبة من أيونات Fe3+ الذائبة، التي تتكوَّن بدورها من الحديد الصلب. تشمل التفاعلات الماء، وأيونات الهيدروجين (H)+، وجزيئات الأكسجين. يمكن تمثيل كل خطوة في التفاعل باستخدام معادلة أيونية صافية، وهي المعادلة التي تكون موزونة بناءً على تساوي الشحنة الكلية على طرفَي المعادلة.

أوجد معادلة أيونية صافية موزونة، شاملةً رموز حالات المادة، لتكوين أيونات Fe3+ من الحديد الفلزي وأيونات الهيدروجين الذائبة وجزيئات الأكسجين.

  • أ4Fe()+12H()+3O()4Fe()+3HO()saqaqaql+23+2
  • ب4Fe()+12H()+3O()4Fe()+6HO()saqaqaql+23+2
  • ج2Fe()+4H()+O()2Fe()+2HO()saqaqaql+23+2
  • د4Fe()+6H()+3O()4Fe()+3HO()saqaqaql+23+2
  • ه2Fe()+6H()+O()2Fe()+3HO()saqaqaql+23+2

أوجد معادلة أيونية صافية موزونة، شاملةً رموز حالات المادة، لتكوين هيدروكسيد الحديد الثلاثي من أيونات Fe3+ وجزيئات الماء.

  • أFe()+6HO()Fe(OH)()+6H()3+232aqlsg
  • ب2Fe()+3HO()2Fe(OH)()+3H()3+23+aqlsg
  • ج2Fe()+6HO()2Fe(OH)()+3H()3+232aqlsg
  • دFe()+3HO()Fe(OH)()+6H()3+23+aqlsaq
  • هFe()+3HO()Fe(OH)()+3H()3+23+aqlsaq

ما عدد أيونات الهيدروجين التي تُستنفَد كليًّا عند تحوُّل ذرة حديد إلى هيدروكسيد الحديد الثلاثي؟

يمكن تجفيف هيدروكسيد الحديد الثلاثي لإنتاج مادة لا تحتوي على أي ذرات هيدروجين. ما عدد جزيئات الماء التي أُزيلت لكل ذرة حديد في المادة؟

س٨:

المَرْكَبات التي تسير على الطُّرق الرئيسية تصدأ أسرع في البلدان ذات المناخ البارد الرطب عندما تكون درجة الحرارة أقلَّ من درجة التجمُّد. ما العامل المسئول مباشرةً عن هذا التأثير؟

  • أدرجة الحرارة
  • بالرطوبة
  • جالأس الهيدروجيني
  • دالملح
  • هالأكسجين

س٩:

إن سلسلةً من الصُّلب مغمورة في الماء تكون عُرْضةً للصدأ. ما التأثير الذي يُلاحَظ عند إضافة كلوريد الصوديوم إلى الماء لإنتاج محلول مُشبَّع؟

  • أتتفاعل السلسلة لتكوين ملح الكلوريد.
  • بتتفاعل السلسلة لإنتاج سبيكة من الصوديوم والحديد.
  • جتصدأ السلسلة أبطأ.
  • دتصدأ السلسلة أسرع.
  • هلا يحدث أيُّ صدأ.

س١٠:

أيٌّ من الآتي لا يُعَدُّ دَوْرًا يؤدِّيه الماء عندما يصدأ الحديد في الماء المتعادل؟

  • أيذيب الماء أيونات الحديد.
  • بيذيب الماء غاز الأكسجين.
  • جيُضاف الماء إلي المادة الصلبة النهائية.
  • ديتفاعل الماء مع الحديد لتكوين جزيئات الهيدروجين.
  • هيتفاعل الماء مع الأكسجين لتكوين أيونات الهيدروكسيد.

س١١:

تبلغ كثافة الحديد 7.87 g/cm3. عند تأكسد الحديد أثناء الصدأ، تَقِلُّ الكثافة إلى 5.24 g/cm3. على العكس، كثافة الألومنيوم تساوي 2.70 g/cm3 وتزيد إلى 3.99 g/cm3 عند تأكسد الفلز تمامًا.

ما النسبة المئوية للتغيُّر في الحجم عند صدأ الحديد تمامًا؟ افترِض عدم وجود الماء في نهاية التفاعل.

ما النسبة المئوية للتغيُّر في الحجم عند تأكسد الألومنيوم تمامًا؟

تؤثِّر التغيُّرات في الحجم أثناء التأكسد على كمية التشقق الناتجة عنه. ما وجه الاختلاف بين التغيرات في حجم الحديد والألومنيوم؟ وما تأثير هذا الاختلاف على كمية التشقق؟

  • أعلى عكس الحديد، ينكمش الألومنيوم عند التأكسد؛ ولذا يظهر مقدار أقل من التشقق.
  • بيتمدَّد الألومنيوم تمدُّدًا أقل من الحديد عند التأكسد؛ ولذا يظهر مقدار أكبر من التشقق.
  • جعلى عكس الحديد، ينكمش الألومنيوم عند التأكسد؛ ولذا يظهر مقدار أكبر من التشقق.
  • ديتمدَّد الألومنيوم تمدُّدًا أكبر من الحديد عند التأكسد؛ ولذا يظهر مقدار أقل من التشقق.
  • هيتمدَّد الألومنيوم تمدُّدًا أقل من الحديد عند التأكسد؛ ولذا يظهر مقدار أقل من التشقق.

س١٢:

لماذا يؤثِّر الصدأ على الحديد أكثر من الألومنيوم؟

  • أأكاسيد الألومنيوم أقل قابلية للذوبان من أكاسيد الحديد.
  • بالألومنيوم أقل تفاعلًا من الحديد.
  • جأكاسيد الألومنيوم أقل استقرارًا من أكاسيد الحديد.
  • دالألومنيوم محمي بطبقة أكسيد سطحي.
  • هيرتبط الألومنيوم بالماء ارتباطًا أضعف.

س١٣:

اذكر صيغة كيميائية موزونة لتكوين مركَّب أكسيد الحديد الرئيسي في الصدأ.

  • أ3Fe+OFeO232
  • ب4Fe+3O2FeO223
  • ج2Fe+O2FeO2
  • دFe+OFeO22
  • ه3Fe+2OFeO234

س١٤:

يصدأ لوح رقيق من الحديد وزنه 25.0 kg في الهواء الرطب المحتوي على كمية فائضة من الأكسجين. يتحوَّل كليةً إلى مادة واحدة مُكوَّنة من الحديد والأكسجين والماء. تحتوي المادة على جزيء واحد من الماء لكلِّ ذرتين مُتفاعِلتَيْنِ من الحديد.

ما كتلة الأكسجين المُتفاعِل مع الحديد أثناء هذه العملية؟

ما نسبة الحديد بالناتج، في صورة نسبة مئوية من الكتلة الكلية، لأقرب ثلاثة أرقام معنوية؟

س١٥:

تكوُّن الصدأ على سطح الحديد لا يمنع تأكسد بقيته. ما السبب الرئيسي لعدم سلوك الصدأ نفس سلوك الطلاء الواقي؟

  • أيُسرِّع الصدأ عملية التأكسد عن طريق خفض الأس الهيدروجيني على سطح الحديد.
  • بيُسرِّع الصدأ عملية التأكسد عن طريق الارتباط بالماء في الهواء.
  • جيتفاعل الصدأ مع الحديد الفلزي، مُحفِّزًا بذلك تكوُّن مزيد من الصدأ.
  • ديُكوِّن الصدأ طبقة رقيقة على سطح الحديد تسهل إذابتها.
  • هيُكوِّن الصدأ رقائق تلتصق التصاقًا ضعيفًا بسطح الحديد.

س١٦:

يصدأ مسمار لامع من الحديد مع مرور الزمن. عند تعرُّضه للصدأ، ما الذي يحدث للكتلة الكلية؟

  • أتظل كما هي
  • بتقل
  • جتزيد

س١٧:

يُمكِن اكتشاف الصدأ عن طريق غَمْر جسم حديدي في محلول مائي من كاشف الفيروكسيل.

ما لون كاشف الفيروكسيل المائي المُحضَّر حديثًا؟

  • أأحمر
  • بأزرق
  • جأخضر
  • دعديم اللون
  • هأصفر

ما اللون المُلاحَظ في محلول كاشف الفيروكسيل المائي أثناء وجود أيونات Fe2+؟

  • أبنفسجي
  • بأحمر
  • جأخضر
  • دأزرق
  • هأصفر

أيُّ الأنواع تكون موجودة عند مُلاحَظة لون وردي في محلول كاشف الفيروكسيل المائي؟

  • أO2
  • بFe3+
  • جH2
  • دOH
  • هHO3+

تستخدم نجوى ملفات تعريف الارتباط لضمان حصولك على أفضل تجربة على موقعنا. معرفة المزيد حول سياسة الخصوصية لدينا.