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؟

  • أتَقِل
  • بتزيد
  • جتظل ثابتة

س٢:

ما اسم الأكسيد الأكثر وفرةً الناتج عن صدأ الحديد؟

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

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 الأيونات المُذابة توصيلية الماء.
  • جتتفاعل أيونات الهيدروجين مع الطبقة السطحية الواقية.
  • دتزيد قابلية الحديد الفلزي للذوبان من خلال خفض الأس الهيدروجيني.
  • هتزيد قابلية نواتج الصدأ للذوبان من خلال خفض الأس الهيدروجيني.

س٤:

في أيِّ البيئات الآتية يصدأ لوح الصُّلب بسرعة أكبر؟

  • أقيعان المحيطات
  • ب التربة المُجمَّدة
  • جالغابات المطيرة
  • 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؟

  • أالنيوترونات
  • بذرات الأكسجين
  • جالإلكترونات
  • دالبروتونات
  • هذرات الهيدروجين

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

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

أيُّ مصطلح يَصِف دَوْر محلول الملح في عملية الصدأ؟

  • أحمض
  • بإلكتروليت
  • ج عامل مختزل
  • دعامل مؤكسد
  • هقاعدة

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.

  • أ 4 F e ( ) + 1 2 H ( ) + 3 O ( ) 4 F e ( ) + 6 H O ( ) s a q a q a q l + 2 3 + 2
  • ب 4 F e ( ) + 6 H ( ) + 3 O ( ) 4 F e ( ) + 3 H O ( ) s a q a q a q l + 2 3 + 2
  • ج 2 F e ( ) + 4 H ( ) + O ( ) 2 F e ( ) + 2 H O ( ) s a q a q a q l + 2 3 + 2
  • د 2 F e ( ) + 6 H ( ) + O ( ) 2 F e ( ) + 3 H O ( ) s a q a q a q l + 2 3 + 2
  • ه 4 F e ( ) + 1 2 H ( ) + 3 O ( ) 4 F e ( ) + 3 H O ( ) s a q a q a q l + 2 3 + 2

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

  • أ F e ( ) + 6 H O ( ) F e ( O H ) ( ) + 6 H ( ) 3 + 2 3 2 a q l s g
  • ب F e ( ) + 3 H O ( ) F e ( O H ) ( ) + 3 H ( ) 3 + 2 3 + a q l s a q
  • ج 2 F e ( ) + 6 H O ( ) 2 F e ( O H ) ( ) + 3 H ( ) 3 + 2 3 2 a q l s g
  • د 2 F e ( ) + 3 H O ( ) 2 F e ( O H ) ( ) + 3 H ( ) 3 + 2 3 + a q l s g
  • ه F e ( ) + 3 H O ( ) F e ( O H ) ( ) + 6 H ( ) 3 + 2 3 + a q l s a q

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؟

  • أالملح
  • بالأكسجين
  • جالأس الهيدروجيني
  • ددرجة الحرارة
  • هالرطوبة

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 لإنتاج سبيكة من الصوديوم والحديد.
  • بلا يحدث أيُّ صدأ.
  • جتصدأ السلسلة أسرع.
  • دتتفاعل السلسلة لتكوين ملح الكلوريد.
  • هتصدأ السلسلة أبطأ.

س١٠:

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

  • أيُضاف الماء إلي المادة الصلبة النهائية.
  • بيتفاعل الماء مع الحديد لتكوين جزيئات الهيدروجين.
  • جيذيب الماء غاز الأكسجين.
  • ديذيب الماء أيونات الحديد.
  • 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؟

  • أيتمدَّد الألومنيوم تمدُّدًا أكبر من الحديد عند التأكسد؛ ولذا يظهر مقدار أقل من التشقق.
  • بعلى عكس الحديد، ينكمش الألومنيوم عند التأكسد؛ ولذا يظهر مقدار أقل من التشقق.
  • جيتمدَّد الألومنيوم تمدُّدًا أقل من الحديد عند التأكسد؛ ولذا يظهر مقدار أقل من التشقق.
  • ديتمدَّد الألومنيوم تمدُّدًا أقل من الحديد عند التأكسد؛ ولذا يظهر مقدار أكبر من التشقق.
  • هعلى عكس الحديد، ينكمش الألومنيوم عند التأكسد؛ ولذا يظهر مقدار أكبر من التشقق.

س١٢:

لماذا يؤثِّر الصدأ على الحديد أكثر من الألومنيوم؟

  • أيرتبط الألومنيوم بالماء ارتباطًا أضعف.
  • بأكاسيد الألومنيوم أقل قابلية للذوبان من أكاسيد الحديد.
  • جأكاسيد الألومنيوم أقل استقرارًا من أكاسيد الحديد.
  • دالألومنيوم محمي بطبقة أكسيد سطحي.
  • هالألومنيوم أقل تفاعلًا من الحديد.

س١٣:

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

  • أ 2 F e + O 2 F e O 2
  • ب F e + O F e O 2 2
  • ج 3 F e + 2 O F e O 2 3 4
  • د 4 F e + 3 O 2 F e O 2 2 3
  • ه 3 F e + O F e O 2 3 2

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؟

  • أيُكوِّن الصدأ طبقة رقيقة على سطح الحديد تسهل إذابتها.
  • بيُكوِّن الصدأ رقائق تلتصق التصاقًا ضعيفًا بسطح الحديد.
  • جيُسرِّع الصدأ عملية التأكسد عن طريق خفض الأس الهيدروجيني على سطح الحديد.
  • ديتفاعل الصدأ مع الحديد الفلزي، مُحفِّزًا بذلك تكوُّن مزيد من الصدأ.
  • هيُسرِّع الصدأ عملية التأكسد عن طريق الارتباط بالماء في الهواء.

س١٦:

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

  • أتظل كما هي
  • بتقل
  • جتزيد

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