حل اسئلة الباب الرابع: العناصر الممثلة في بعض المجموعات المنتظمة في الجدول الدوري

السؤال الأول

بين التركيب الإلكتروني للعناصر الأتية بطريقة:

1. مبدأ البناء التصاعدى ، ثم بين أعداد تأكسدها الممكنة في مركباتها

البوتاسيوم ₁₉K - السيزيوم ₅₅Cs

النيتروجين ₇N - الفوسفور ₁₅P

• البوتاسيوم ₁₉K:

أعداد تأكسدها الممكنة (+1)

₁₉K[Ar]₁₈4s¹

• السيزيوم ₅₅Cs

أعداد تأكسدها الممكنة (+1)

₅₅Cs[Xe]₅₄6s¹

• النيتروجين ₇N

أعداد تأكسدها الممكنة (+5,-3)

₇N1s²2s²2p³

• الفوسفور ₁₅P

أعداد تأكسدها الممكنة (+5,-3)

₁₅P[Ne]₁₀ 3s²2p³

السؤال الثاني

علل لما يأتي

a. تتميز الفلزات القلوية بالنشاط الكيميائي.

لسهولة فقد الكترون التكافؤ.

b. ضعف قوة الرابطة الفلزية بين ذرات فلزات المجموعة الأولى.

لاحتوائها على الكترون واحد في غلاف تكافؤها مما يؤدي لضعف قوة تماسك دراتها.

c. استخدام السيزيوم في صناعة الخلايا الكهروضوئية.

لكبر حجمه وقلة جهد تأينه، فعند تعرضه للضوء تتحرر الالكترونات من سطح الفلز.

d. استخدام سوبر أكسيد البوتاسيوم في الغواصات.

لأنه يتفاعل مع CO₂ المنبعث من هواء الزفير ويعطي O₂ اللازم للتنفس حسب المعادلة:

$4{\mathrm{KO}}_2+2{\mathrm{CO}}_2\to 2{\mathrm{K}}_2{\mathrm{CO}}_3+3{\mathrm{O}}_2$

e. عدم استخدام الماء في إطفاء حرائق الصوديوم.

لأن التفاعل بينهما طارد للحرارة ويشتعل بفرقعة لتصاعد غاز H₂ حسب المعادلة:

2Na + 2H₂O → 2NaOH + H₂ + Energy

f. عدم استخدام نترات الصوديوم في صناعة البارود.

لأنها مادة متميعة تمتص بخار الماء من الهواء الجوي. .

g. صعوبة استخلاص فلزات الأقلاء من خاماتها بالطرق الكيميائية العادية.

لأنها أقوى العوامل المختزلة وأكبر الفزات قدرة على فقد الكترونات التكافؤ وتكوين مركبات أيونية.

H. تعدد حالات تأكسد النيتروجين.

أنها تتراوح ما بين ( 5+ : 3- ) حيث تكتسب ثلاثة إلكترونات عن طريق المشاركة أو تفقد خمسة الكترونات.

i. يعتبر سياناميد الكالسيوم سماد زراعي.

لأنه يعتبر مصدرا للنشادر في التربة الزراعية عند عملية الري، حيث يذوب في ماء الري ويتصاعد غاز النشادر.

${\mathrm{CaCN}}_2+3{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}\to {\mathrm{CaCO}}_3+2\underset{\left(\mathbb{s}\right)}{{\mathrm{NH}}_3}$

J. تستخدم سبائك البزموت مع الرصاص و الكادميوم والقصدير في صناعة الفيوزات.

لانخفاض درجة انصهارها.

k. يعتبر حمض النيتريك عامل مؤكسد.

لانه يتحلل بالتسخين معطيًا غاز الأكسجين:

$4{\mathrm{HNO}}_3\stackrel{\mathrm{\Delta }}{\to }4{\mathrm{NO}}_2+{\mathrm{O}}_2+2{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}$

l. يفضل استخدام سماد اليوريا في المناطق الحارة.

لأنه يتحلل بالحرارة معطيًا غاز النشادر ( الأمونيا ) وغاز CO₂.

m. استخدام حمض الهيدروكلوريك المركز في الكشف عن الأمونيا.

لتكون سحب بيضاء كثيفة من كلوريد الأمونيوم.

$\left.{\mathrm{NH}}_3+\mathrm{g}\right)+\underset{\left(\mathrm{g}\right)}{\to }{\mathrm{NH}}_4{\mathrm{Cl}}_{\left(\mathrm{s}\right)}$

n. يفضل تزويد إطارات السيارات بغاز النيتروجين بدلًا من الهواء الجوي.

• لأنه يقلل من احتمالات انفجارها.
• عدم تأثره بسهولة بتغير درجة حرارة الجو.
• معدل تسربه أقل من الهواء الجوي.

o. يستخدم الزرنيخ كمادة حافظة للأخشاب.

لتأثيره السام على الحشرات والبكتريا والفطريات.

السؤال الرابع

اكتب المعادلة التي توضح طريقة تحضير كربونات الصوديوم في الصناعة.

${\mathrm{NH}}_3+{\mathrm{CO}}_2+{\mathrm{H}}_2{\mathrm{O}}_{\mathrm{L}}+\mathrm{NaCl}\underset{}{\to }\underset{}{{\mathrm{NaHCO}}_3}+\underset{}{{\mathrm{NH}}_4{\mathrm{Cl}}_{}}$

$2{\mathrm{NaHCO}}_3\underset{}{\stackrel{\mathrm{\Delta }}{\to }}{\mathrm{Na}}_2{\mathrm{CO}}_3+{\mathrm{H}}_2{\mathrm{O}}_{\text{(v) }}+{\mathrm{CO}}_2$

السؤال الخامس

وضح أثر المواد التالية على فلز الصوديوم

• حمض الهيدروليك

$2\mathrm{Na}+2\mathrm{HCl}\to 2\mathrm{NaCl}+{\mathrm{H}}_2$

يحل الصوديوم محل هيدروجين الحمض ويكون التفاعل عنيفًا.

• الهيدروجين

يتفاعل الصوديوم مع الهيدروجين ويتكون هيدريد الصوديوم وهو مركب أيوني

$2\mathrm{Na}+{\mathrm{H}}_2\to 2\mathrm{NaH}$.

• الاكسجين

$2\mathrm{Na}+{\mathrm{O}}_2\to {\mathrm{Na}}_2{\mathrm{O}}_2$

يعطي الصوديوم مع الأكسجين فوق أكسيد الصوديوم

• الماء

$2\mathrm{Na}+2{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}\to 2\mathrm{NaOH}+{\mathrm{H}}_2$.

التفاعل مصحوب بانطلاق حرارة وانطلاق غاز H₂

السؤال السادس

أكتب معادلة تحضير حمض النتريك في المعمل مع رسم الجهاز المستخدم.

$2\mathrm{K}{\mathrm{NO}}_3+{\mathrm{H}}_2{\mathrm{SO}}_4\to {\mathrm{K}}_2{\mathrm{SO}}_4+2\mathrm{H}{\mathrm{NO}}_3$

السؤال السابع

اختر الإجابة الصحيحة:

a. تزداد الصفة الفلزية في عناصر 1A بزيادة.

• النسبة المئوية بالوزن في القشرة الأرضية.
• درجة الغليان
• العدد الذري
• درجة الأنصهار

b. يحتوي جزئ الفوسفور في الحالة البخارية على.

• ذرة واحدة
• ذرتين
• ثلاث ذرات
• أربع ذرات

c. عند تفاعل سياناميد الكالسيوم مع الماء يتصاعد غاز.

• الأمونيا
• الهيدروجين
• اكسيد النيتريك
• ثاني أكسيد النيتروجين

d. عد تأكسد عناصر المجموعة الأولى في مركباتها هو:

• 1-
• 1+
• 2-
• 2+

e. يستخدم سوبر اكسيد البوتاسيوم في الغواصات لاستبدال غاز ثنائي أكسيد الكربون بغاز:

• الهيدروجين
• الأكسجين
• الأمونيا
• أول أكسيد الكربون

f. عند تعريض ساق زجاجيه مبلله بحمض الهيدروليك المركز لغاز الأمونيا تتكون سحب بيضاء كثيفة من:

• كربونات الأمونيوم
• كلوريد الأمونيوم
• كلوريد الهيدروجين
• كبريتات الأمونيوم

g. عند إضافة محلول من كبريتات النحاس إلى محلول الصودا الكاوية ثم تسخين الراسب تتكون مادة:

• سوداء
• بيضاء
• صفراء
• حمراء

السؤال الثامن

اشرح طريقة تحضير غاز النيتروجين من الهواء الجوي مع رسم الجهاز المستخدم وعليه البيانات وكتابة معادلات التفاعل الحادثة.

يحضر من الهواء الجوي بالتخلص من كل غاز ثاني أكسيد الكربون وبخار الماء وغاز الأكسجين.

يمرر الهواء على محلول هيدروكسيد الصوديوم للتخلص من غاز Co₂.

2NaOH+Co₂$\to$Na₂Co₃+H₂o

ثم يمرر على حمض الكبريتيك المركز لامتصاص بخار الماء.

ثم يمرر ما تبقى من الهواء على خراطة نحاس مسخنة لدرجة الإحمرار للتخلص من غاز o₂.

$2{\mathrm{Cu}}_{}+{\mathrm{O}}_{2_{}}⟶2\mathrm{CuO}$

ويجمع غاز النتيتروجين بإزاحة الماء لأسفل أو يجمع فوق الزئبق إذا أريد الحصول جافًا.